電磁層析成像技術中的譜參數混合共軛梯度法

摘要：電磁層析成像技術是基于電磁感應原理的過程檢測技術，圖像重建是解決其反問題的關鍵.基于共軛梯度算法，修正搜索方向和迭代參數，推導出基于譜參數的混合共軛梯度算法，以提高圖像重建質量和收斂性.介紹了電磁層析成像系統的實驗室模型和靈敏度分布矩陣，作為反問題基礎;對搜索方向進行修正，提出一個新的譜參數，用來控制新舊搜索方向之間的角度，根據每一步迭代的殘差結果，尋找最優解;改善共軛參數，分析非線性共軛梯度算法中FR 算法（fletcherＧreevesmethod）和PRP算法（polakＧribiereＧpolyakmethod）的各自優勢，將它們按照一定比例進行混合，得到一種新的混合共軛梯度算法;將譜參數混合共軛梯算法應用到電磁層析成像實驗室系統中，構建了３種典型實驗室模型，對比譜參數混合共軛梯度算法與傳統算法并作出評價.實驗結果表明：譜參數混合共軛梯度算法的重建圖像的質量更高，具有較好的數值表現;混合共軛梯度算法結合了FR算法和PRP算法的優點，收斂速度比PRP算法快，成像質量比其他算法高.

關 鍵 詞：電磁層析成像技術;共軛梯度;圖像重建

中圖分類號：TH７０１ 文獻標志碼：A

doi：１０．３９６９/j．issn．１６７３ ５８６２．２０２４．０１．００５