基于改进FOCUSS算法的电容层析成像算法研究

来源：计算机应用研究杂志2019年第5期北京时间：

作者：马敏,刘亚楠,杨涛,薛倩,

单位：中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300；

摘要：针对电容层析成像（electrical capacitance tomography，ECT）逆问题求解的病态性和不适定性，在压缩感知（compressed sensing，CS）的基础上，提出一种改进FOCUSS的ECT重建算法。采用离散余弦变换（DCT）基将原始图像灰度信号进行稀疏化处理，在使用正则化FOCUSS算法求解的过程中引入拟牛顿法逼近求解中间稀疏变量，以提高信号重构的准确性。仿真实验结果表明，同LBP、Tikhonov和Landweber和FOCUSS算法相比，改进的FOCUSS算法能够有效区分物场中的不同介质，改善图像过度平滑的问题，减小图像误差至0.23，提高图像相关系数至0.80，具有更好的成像效果，为ECT图像重建算法的研究提供新的思路。

关键词：电容层析成像,压缩感知,FOCUSS算法,拟牛顿法,

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61401466)；中央高校基金资助项目(3122013C007)；国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目(U1733119)；民航科技资助项目(20150220)；；