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计量学报  2024, Vol. 45 Issue (4): 546-551    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2024.04.13
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基于两步正则化Gauss-Newton迭代算法的ECT图像重建
张立峰1,2,陈达1,2,刘卫亮1,2
1.华北电力大学 自动化系, 河北 保定 071003
2.保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室,河北 保定 071003
An Image Reconstruction Method of ECT Based on Two-step Regularization Gauss-NewtonIterative Algorithm
ZHANG Lifeng1,2,CHEN Da1,2,LIU Weiliang1,2
1.Department of Automation, North China Electric Power University, Baoding, Hebei 071003, China
2.Baoding key Lab of State Detection & Optimization Regulation for Integrated Energy System, Baoding, Hebei 071003, China
全文: PDF (10686 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 电容层析成像)ECT)技术求解图像重建问题属于非线性问题,并且存在严重的不适定性。为提高图像重建精度,提出了一种基于两步正则化Gauss-Newton迭代算法的ECT图像重建方法。针对标准正则化Gauss-Newton迭代算法在图像重建中存在的不收敛问题,引入了两步迭代方法;改进了正则化矩阵,提高了解估计的精确度;考虑到Gauss-Newton算法对迭代初值的依赖性,加入了同伦算法。最后,进行仿真和静态实验,并与线性反投影(LBP)算法、Landweber算法、Tikhonov正则化算法进行对比。结果表明,该方法可有效提高图像重建精度。
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作者相关文章
张立峰
陈达
刘卫亮
关键词 流量测量电容层析成像两步正则化;Gauss-Newton迭代算法正则化矩阵同伦算法;两相流    
Abstract:Electrical capacitance tomography (ECT) is a nonlinear problem and has serious ill-posed. In order to improve the accuracy of image reconstruction, an ECT image reconstruction method based on two-step regularized Gauss-Newton iterative algorithm is proposed. Aiming at the non-convergence problem of standard regularized Gauss-Newton iterative algorithm in image reconstruction, a two-step iterative method is introduced. The regularization matrix is improved, which improves the accuracy of estimation. Considering the dependence of Gauss-Newton algorithm on the initial value of iteration, homotopy algorithm is added. Finally, the simulation and static experiment are carried out, and compared with the linear back projection (LBP) algorithm, Landweber algorithm and Tikhonov regularization algorithm, the results show that this method can effectively improve the accuracy of image reconstruction.
Key wordsflow measurement    electrical capacitance tomography    two-step regularized    Gauss-Newton iterative algorithm    regularization matrix    homotopy algorithm    two-phase flow
收稿日期: 2022-06-05      发布日期: 2024-04-03
PACS:  TB937  
基金资助:国家自然科学基金(61973115)
作者简介: 张立峰(1979-), 男, 江西临川人, 华北电力大学副教授, 博士, 主要从事多相流检测及电学层析成像技术方面的工作。Email:lifeng.zhang@ncepu.edu.cn
引用本文:   
张立峰,陈达,刘卫亮. 基于两步正则化Gauss-Newton迭代算法的ECT图像重建[J]. 计量学报, 2024, 45(4): 546-551.
ZHANG Lifeng,CHEN Da,LIU Weiliang. An Image Reconstruction Method of ECT Based on Two-step Regularization Gauss-NewtonIterative Algorithm. Acta Metrologica Sinica, 2024, 45(4): 546-551.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2024.04.13     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2024/V45/I4/546
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