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[1]吴新杰,何在刚,李惠强,等.利用多准则 Hopfield 网络对 ECT 进行图像重建[J].电机与控制学报,2016,20(08):98-104.[doi:10. 15938 / j. emc. 2016. 08. 013]
 WU Xin-jie,HE Zai-gang,LI Hui-qiang,et al.Image Reconstruction by using Multi-criteria of Hopfield Network for ECT[J].,2016,20(08):98-104.[doi:10. 15938 / j. emc. 2016. 08. 013]
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利用多准则 Hopfield 网络对 ECT 进行图像重建(PDF)
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《电机与控制学报》[ISSN:1007-449X/CN:23-1 408/TM]

卷:
20
期数:
2016年08
页码:
98-104
栏目:
出版日期:
2016-08-02

文章信息/Info

Title:
Image Reconstruction by using Multi-criteria of Hopfield Network for ECT
作者:
吴新杰1 何在刚1 李惠强1 郑静娜1 陈玲1 许超1 陈跃宁1 颜华2
 (1. 辽宁大学 物理学院,辽宁 沈阳 110036; 2. 沈阳工业大学 信息科学与工程学院,辽宁 沈阳 110870)
Author(s):
 WU Xin-jie1 HE Zai-gang1 LI Hui-qiang1 ZHENG Jing-na1 CHEN Ling1 XU Chao1 CHEN Yue-ning1 YAN Hua2
 ( 1. College of Physics,Liaoning University,Shenyang 110036,China; 2. School of Information Science and Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870,China)
关键词:
电容层析成像 图像重建 Hopfield 网络 多准则 图像误差
Keywords:
electrical capacitance tomography image reconstruction hopfield network multi-criteria image error
分类号:
TP 319. 4
DOI:
10. 15938 / j. emc. 2016. 08. 013
文献标志码:
A
摘要:
针对电容层析成像技术中图像重建质量较差的问题,提出一种基于多准则 Hopfield 网络模 型的电容层析成像的改进图像重建算法。首先分析了 ECT 图像重建和 Hopfield 网络的基本原理, 然后根据 ECT 图像重建的特点确定了 4 种准则函数: 图像熵、测量电容和估计电容的误差平方和、 重建图像的局部非均匀性函数和总变差,并将这 4 种准则函数引入 Hopfield 网络的能量函数中,由 此推导出 Hopfield 网络的动态方程,在此基础上得到 ECT 图像重建迭代算法,最后通过仿真实验 对所提方法进行了验证。仿真实验结果表明利用此方法获得的重建图像误差和相关系数比 LBP 算法和 Landweber 迭代算法得到的相应指标要好。由此可见,该方法是一种有效的、精确度较高的 ECT 图像重建方法。
Abstract:
In view of low image reconstruction quality of electrical capacitance tomography ( ECT) ,an image reconstruction algorithm of ECT based on multi-criteria of Hopfield network is put forward. Firstly, the basic principle of ECT image reconstruction and Hopfield network was analyzed. Secondly,according to the characteristics of the ECT image reconstruction,four criterion functions were determined,including image entropy,the error sum of squares between measuring capacitances and estimating capacitances,lo-cal heterogeneity function of reconstruction image,and total variation of reconstruction image. These four criteria functions were introduced to the energy function of Hopfield network,and thus the dynamic equa-tions of Hopfield networks were deduced. On this basis,the iterative algorithm for ECT image reconstruc-tion was gained. Finally,the proposed method was verified through simulation experiment. Simulation re- sults show that the error of image reconstruction and correlation coefficient are better than corresponding indicators obtained by LBP and Landweber iterative algorithm. This ECT image reconstruction method is proven to be highly effective and accurate. It also provides an effective method and means for ECT image reconstruction algorithm.

参考文献/References:

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[1]周云龙,衣得武,高云鹏,等.用于气液两相流流型识别的ECT传感器的优化设计[J].电机与控制学报,2011,(06):62.
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 CHEN De-yun,GAO Ming,LI Wei,et al.[J].,2013,(08):87.
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 CHEN Yu,CHEN De-yun. Improved Runge-Kutta type landweber image reconstructionalgorithm for electrical capacitance tomography system[J].,2014,18(08):107.
[4]李兰英,高明,陈德运,等.一种电容层析成像系统多电极激励方法[J].电机与控制学报,2011,(09):99.
 LI Lan-ying,GAO Ming,CHEN De-yun.Multiple-electrodes excitation method for electrical capacitance tomography system[J].,2011,(08):99.
[5]陈宇,陈德运. 基于改进Runge-Kutta 型landweber 的电容层析成像图像重建算法[J].电机与控制学报,2014,18(07):107.
 CHEN Yu,CHEN De-yun. Improved Runge-Kutta type landweber image reconstructionalgorithm for electrical capacitance tomography system[J].,2014,18(08):107.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2015 - 01 - 15
基金项目: 辽宁省教育厅科研项目( L2014003) ; 国家自然科学基金( 61071141)
作者简介: 吴新杰( 1964—) ,男,博士,教授,研究方向为层析成像技术、智能优化算法、信号处理方法及其应用;
何在刚( 1989—) ,男,硕士,研究方向为神经网络、电容层析成像技术;
李惠强( 1990—) ,男,硕士研究生,研究方向为检测技术、层析成像技术的应用;
郑静娜( 1990—) ,女,硕士研究生,研究方向为电磁层析成像技术和智能优化算法及其应用;
陈 玲( 1989—) ,女,硕士研究生,研究方向为电容层析成像技术的应用;
许 超( 1981—) ,男,硕士,实验师,研究方向为信号处理和单片机技术;
陈跃宁( 1960—) ,男,博士,副教授,研究方向为光电子器件;
颜 华( 1964—) ,女,教授,博士生导师,研究方向为层析成像检测技术、信号处理、虚拟仪器。
更新日期/Last Update: 2016-10-28