電阻層析成像有限元模型與圖像重建算法--詳細介紹

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 當前位置:店銷書,專著 信息技術,電子 信息技術,電子 信息技術,電子 電阻層析成像有限元模型與圖像重建算法
   
電阻層析成像有限元模型與圖像重建算法
作者:肖理慶
書名:電阻層析成像有限元模型與圖像重建算法
定價:¥ 108 元
光盤: 
叢書名:  
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目錄和樣章下載: 樣章下載地址
開本: 16K
標準書號: 978-7-03-061892-4
字數(千): 326
頁數: 228
出版日期: 2019-12-1
發行號: TP-8284.0101
裝幀: 平裝
點擊熱度: 1508
最新印刷日期:    
 
編輯推薦
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獲獎情況
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圖書介紹
...........................................................................................................................................
  本書共分6章,主要內容如下:第1章包括電阻層析成像技術概述、發展概況及研究難點與熱點;第2章簡要介紹了電阻層析成像數學模型及正問題計算方法;第3章對電阻層析成像逆問題進行了概述,并重點闡述了幾種常用的圖像重建算法;第 4 章介紹了電阻層析成像有限元模型優化;第5章詳細介紹了作者提出并通過仿真實驗與物理模型實驗驗證有效性的圖像重建算法;第6章針對人體肺部這一特定器官,詳細闡述了作者在電阻層析成像有限元模型優化及靜態圖像重建算法方面所進行的研究。本書重點介紹了作者所提出的電阻層析成像有限元模型優化方法與圖像重建算法。
  本書可作為自動化、電氣工程及其自動化專業碩士生與博士生的參考資料,同時對從事電阻層析成像技術研究、設計、開發及應用的工程技術人員具有較高的參考價值。
 
前言
...........................................................................................................................................
  作為現代科學技術領域中一個極其重要的分支,圖像科學包含圖像形成、獲取、傳輸、存儲、處理、分析及識別等各個方面,而科學成熟的標志便是能夠運用真實的圖像揭示事物復雜的過程與結構。作為近年來發展起來的一種新型測量技術,電學層析成像(electrical tomography,ET)技術在工業與生物醫學等領域具有誘人的應用前景,而電阻層析成像(electrical resistance tomography,ERT)技術是電學層析成像技術的一個重要分支,以圖像的形式重建敏感場域內介質電阻率/電導率的分布狀態,不僅可使以導電介質為連續相的被測介質的測量信息二維化、立體化,還具有響應速度快、安全無輻射、成本低、適用范圍廣等優點,自問世以來便受到國內外科學工作者的廣泛關注,目前已成為發展速度較快的電學層析成像技術之一。
  作為電阻抗層析成像(electrical impedance tomography,EIT)技術的簡化形式,電阻層析成像技術在權衡敏感場有效邊界電壓數目、敏感場性質等基礎上,根據物場內被測對象,選擇一定的數據采集模式,通過對等間隔排列在被測場域邊界的電極陣列(傳感器單元)依次交替施加低頻激勵信號,在被測場域內部建立可從不同觀測角度掃描被測場域并具有“軟場”(soft­field)特性的敏感場,通過具有較高靈敏度與信噪比的數據采集電路測量敏感場邊界電壓,并將其傳送至控制單元,控制單元通過圖像重建算法重建敏感場域內介質電阻率/電導率的分布狀態,可應用于氣/液兩相流空隙率測量,以及流型識別、氣/液混合過程、地質勘探、醫學成像、環境監測等領域。
  作者自碩士研究生階段便一直從事電阻層析成像技術研究,本書是十余年研究成果的結晶。本書共分6章,較全面地介紹了作者在電阻層析成像技術方面的研究內容,重點闡述了作者提出的電阻層析成像有限元模型優化方法與圖像重建算法,并通過仿真實驗與物理模型實驗驗證其有效性。
  本書是在淮南師范學院2018年度校級科學研究重點項目(編號:2018xj18zd)、安徽省2019年度高校優秀青年人才支持計劃重點項目(編號:gxyqZD2019065)資助下完成的,感謝淮南師范學院的大力支持。感謝作者博士生導師王化祥教授、博士后合作導師曾周末教授對一名普通本科院校青年教師的理解與大力支持,六年的博士研究生、博士后的學習及研究經歷讓作者終身受益。
  由于作者水平有限,書中難免有不妥之處,懇請讀者不吝賜教,并表示誠摯的謝意。

                                                                 肖理慶     
                                                            2019年6月10日
 
圖書目錄
...........................................................................................................................................
第1章  緒論    1
1.1 引言    1
1.2 電阻層析成像技術概述    1
1.3 電阻層析成像技術發展概況    3
1.3.1  電阻層析成像電極陣列(傳感器單元)的設計與優化    4
1.3.2  圖像重建算法研究    6
1.3.3  電阻層析成像技術的應用性開發    9
1.4 電阻層析成像技術研究難點與熱點    14
1.5 小結    15
參考文獻    15
第2章  電阻層析成像正問題    20
2.1 引言    20
2.2 電阻層析成像數學模型    20
2.3 電阻層析成像正問題計算    21
2.3.1  有限元法    23
2.3.2  有限差分法    28
2.3.3  邊界元法    29
2.3.4  無網格法    29
2.4 小結    30
參考文獻    30
第3章  電阻層析成像逆問題    33
3.1 引言    33
3.2 電阻層析成像逆問題概述    33
3.3 線性反投影算法    34
3.4 牛頓­拉夫遜算法    36
3.5 Landweber算法    38
3.6 共軛梯度算法    39
3.7 Tikhonov正則化算法    40
3.8 小結    41
參考文獻    41
第4章  電阻層析成像有限元模型優化    44
4.1 引言    44
4.2 遺傳算法與粒子群算法概述    44
4.2.1  遺傳算法概述    44
4.2.2  粒子群算法概述    45
4.3 改進遺傳算法與改進粒子群算法    46
4.3.1  改進遺傳算法    46
4.3.2  改進粒子群算法    52
4.4 有限元節點編號優化    56
4.5 有限元模型拓撲結構優化    61
4.5.1  以提高正問題計算精度為優化目標    62
4.5.2  以改善空場靈敏度矩陣病態程度為優化目標    93
4.6 陣列電極寬度優化    109
4.7 小結    114
參考文獻    114
第5章  電阻層析成像圖像重建算法    117
5.1 引言    117
5.2 基于改進正則化因子選取策略的修正牛頓­拉夫遜算法    117
5.3 基于靈敏度矩陣自動更新策略的改進牛頓­拉夫遜算法    124
5.4 基于自動選取閾值策略的改進牛頓­拉夫遜算法    132
5.5 基于有限元模型細化的改進牛頓­拉夫遜算法    141
5.6 基于空場靈敏度矩陣預處理的改進Landweber算法    152
5.7 基于增益因子離線選取策略的改進Landweber預迭代算法    155
5.8 基于遺傳算法的組合圖像重建算法    164
5.9 基于聚類的組合圖像重建算法    168
5.10 小結    182
參考文獻    182
第6章  人體肺部電阻層析成像技術    184
6.1 引言    184
6.2 人體肺部電阻層析成像有限元模型優化    186
6.2.1  確定有限元模型節點數目與有限元數目    186
6.2.2  有限元節點編號優化    187
6.2.3  有限元模型拓撲結構優化    189
6.2.4  基于先驗知識陣列電極寬度優化    200
6.3 改進粒子群人體肺部電阻層析成像靜態圖像重建算法    209
6.4 小結    218
參考文獻    218
 
 
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