金属圆柱腔体中使用非均一背景增强微波断层成像

发布时间：2018-12-16 13:07

【摘要】：针对基于圆柱金属腔体的微波断层成像系统,提出了一种利用非均一背景增强系统获取目标信息能力的方法.该方法通过在腔体内放置已知物体构成非均一背景,这样不但能利用背景的先验信息,而且可以增加等效辐射源对目标进行探测.首先,利用矩量法计算圆柱金属腔体内非均一背景的格林函数和离散积分算子,并对离散积分算子进行奇异值谱和条件数分析,在理论上证明该方法的可行性;然后,利用基于有限元的对比源逆成像法对均一背景、有耗非均一背景和无耗非均一背景三种情况进行仿真研究;最后对仿真结果进行了误差分析和比较.仿真结果表明,该方法可以提高反演收敛速度和结果准确度,有耗非均一背景略优于无耗非均一背景.该方法可以在不改变硬件系统和算法的情况下得到更准确的反演结果,可应用于医学成像与工业无损探测.
[Abstract]:For microwave tomography system based on cylindrical metal cavity, a method is proposed to enhance the system's ability to obtain target information by using heterogeneous background. By placing known objects in the cavity to form a heterogeneous background, this method can not only utilize the prior information of the background, but also increase the equivalent radiation source to detect the target. Firstly, the Green's function and discrete integral operator with heterogeneous background in cylindrical metal cavity are calculated by moment method. The singular value spectrum and condition number of discrete integral operator are analyzed, and the feasibility of this method is proved theoretically. Then, the contrast source-inverse imaging method based on finite element is used to simulate the homogeneous background, lossless non-uniform background and lossless non-uniform background. Finally, the error analysis and comparison of the simulation results are carried out. The simulation results show that the proposed method can improve the convergence speed and accuracy of the inversion, and the lossy non-uniform background is slightly better than the non-lossless non-uniform background. This method can obtain more accurate inversion results without changing the hardware system and algorithm, and can be applied to medical imaging and industrial nondestructive detection.
【作者单位】： 国防科学技术大学电子科学与工程学院;Department
【基金】：国家自然科学基金(批准号:61372029) 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20114307110022)资助的课题~~
【分类号】：O441.4

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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