申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2021-01-25

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN112712573B

主分类号：G06T11/00

分类号：G06T11/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.05.14#实质审查的生效;2021.04.27#公开

摘要：一种基于频谱特性的电磁层析成像图像重建方法，包括以下步骤：步骤一，电磁层析成像系统原始信号的有限新息率信号建模；步骤二，Sinc采样核设计和均匀采样；步骤三，电磁层析成像系统一维图像信号的有限新息率信号采样；步骤四，电磁层析成像系统图像信号的重构。本发明利用有限新息率信号模型将管道内目标物的电导率分布建模为有限长Diracs流，然后用Sinc采样核进行均匀采样，获得样本，提取样本的频谱信息建立新的测量方程从而利用稀疏解决方案进行图像重建。理论分析及实验结果表明，该方法在图像误差和相关系数等指标上优于原有方法，为电磁层析成像研究提供了一种新的方法和手段。

主权项：1.一种基于频谱特性的电磁层析成像图像重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，电磁层析成像系统原始信号的有限新息率信号建模：对于两相流参数检测问题，电磁层析成像系统的原始图像为二值图像，灰度值为0或1；设管道内的截面被分割成d×d像素，其中d为整数，其取值由网格剖分数决定；二值图像表示为二维d×d矩阵或一维N×1向量g，其中N＝d×d；由于EMT系统结构的限制，原始信号不能直接采样或测量，先将原始信号建模为可采样的具有有限新息率的信号，有限新息率即指单位时间内具有有限个参数个数，具有有限新息率的信号可在单位时间内由有限个参数确定，将信号建模为有限新息率信号使其能被均匀采样从而提取出输入信号的特征参数信息；过程为：步骤1.1：对离散图像信号向量进行有限新息率信号建模为有限长的Diracs流： 其中T是一个周期长度，默认为1秒，便于分析处理；L0是g0t的非零灰度值个数，tl∈{0,1,...,N-1}·TN是密相介质的像素位置，n＝0,1,…,N-1是像素位置；步骤1.2：原始信号由于其局限性，通过如LBP算法、Landweber迭代算法和TV正则化算法重建的图像来代替，这些重建的信号是灰度图像，灰度值范围从0到1，所以一个更普遍适用的电磁层析成像信号模型为： 其中L为gn的非零灰度值个数，tl∈{0,1,...,N-1}·TN为密相介质的像素位置，n＝0,1,…,N-1为像素位置，al∈[0,1]是像素tl的灰度值，nt是噪声，通过公式2得到的gt为具有有限新息率的信号，其新息率为ρ＝2LT；步骤二，Sinc采样核设计和均匀采样：对有限长度的信号gt进行周期延拓使其适用于Sinc采样核，设周期为T的信号是由Diracs产生的，这种信号通过傅立叶级数自然表示为： Sinc采样核设计为： 其中，选择B大于或等于ρ＝2LT的新息率进行均匀采样，通过Sinc采样核可以获取被采样信号的基带频谱信息从而为后续信号重建工作做准备；步骤三，电磁层析成像系统一维图像信号的有限新息率信号采样过程：在对每个输入信号gt用Sinc采样核ht进行滤波之后，以ts为采样间隔进行均匀采样，得到样本ym，然后按照如下公式从样本ym中获得傅立叶级数系数G[k]： 其中k＝-K,…,K，K＝BT2；m＝0,1,…,M-1，M为样本总数，ts＝TM是均匀采样的时间间隔，原始信号经过采样得到样本ym，ym通过离散傅立叶变换提取傅立叶级数系数G[k]得到信息；步骤四，电磁层析成像系统图像信号的重构过程：通过对原始信号建模及采样获取频谱信息后对所得信息进行分析得到新的测量方程并通过求解稀疏解得到重建后的图像信号。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 一种基于频谱特性的电磁层析成像图像重建方法

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