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专利号: 2020100683691
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1:选择真实的MIT设备与计算机连接以供采集数据,设备工作方式采用单激励单接收工作模式;

S2:制作不同形状物体,规划采集中物体在场内分布位置,构建真实电导率作为标签;

S3:对采集的数据进行预处理,并划分出神经网络需要的训练集和验证集;

S4:将数据输入进搭建好的BP神经网络进行训练;

S5:将训练好的网络生成的数据,经过图像处理方法重构出电导率分布图。

2.如权利要求1所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S1中,将MIT设备连接到计算机,确保设备产生的非仿真数据通过AD模块传入计算机,设备使用单激励单接收的工作模式。

3.如权利要求1或2所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下步骤:S2.1:搭建xy轴移动机器,以MIT成像物场的圆心为坐标原点;

S2.2:根据需求制作共三种形态的物体分别如下:直径为30-40毫米的圆柱体、边长为

30-40毫米的正方体、横切面为等腰直角三角形的三棱柱,等腰直角三角形直角边长30-40毫米;

S2.3:根据不同形状物体,计算其可在物场内的最大移动范围,根据范围规划尽可能多的放置点,记录下对应的位置的坐标,以便xy轴机器以及标签制作使用;

S2.4:利用xy轴移动机器,将目标物体精准遍历场内规划好的点,每个点位停留20帧,以便后期处理使用;

S2.5:将圆形物场用三角形均匀划分,采用512个大小相同的三角形进行剖分,结合S2.2的位置坐标以及实际的目标物体的阻值来构建场内真实电导率分布,即R={σ(1),σ(2),…,σ(512)},σ代表对应三角形区域的电导率,最终送入神经网络训练的即为一个1×512的矩阵。

4.如权利要求1或2所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S3的处理过程为:在采集数据时,每个点位停留20帧,在数据处理过程中,选取其中的若干帧用来训练,并对输入阻抗值进行归一化处理。

5.如权利要求3所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S3中,将训练数据分为两块,横截面为圆和正方形的数据用来作训练集;横截面为等腰直角三角形用来验证集。

6.如权利要求1或2所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S4的处理过程为:搭建三层BP神经网络,输入层神经元个数选择256个,与输入数据个数一致,输出层神经元个数选择512个,与输出的剖分三角形个数一致,隐藏层神经元360个,个数选择参照输入与输出神经元个数相乘的平方根得到,根据问题的特殊性,构建损失函数公式如下:其中l∈[0,511],代表标签中的512个剖分三角形,pl代表当前第i个数据预测结果中,第l个标签的期望输出, 代表当前第i个数据预测结果中,第l个标签的预测输出。

7.如权利要求1或2所述的一种基于深度学习的电阻抗断层图像重构方法,其特征在于,所述步骤S5中,用编程语言编写成像画图程序,程序在接收到神经网络预测结果即R={σ(1),σ(2),…,σ(512)}矩阵后,在成像画图程序画出的512个三角形单元中找寻对应序号的三角形,根据物体电导率不同给予不同颜色的上色效果,最终成像出一个电导率分布图。