改进差分进化算法在脑病变阻抗成像中的应用研究
发布时间：2022-11-05 07:10
电阻抗断层成像（EIT）是一种不使用电离辐射的非侵入性成像技术。EIT由于其相对较低的成本、便携性、尤其是处理的安全性,具有极高的理论研究和实际应用价值。然而,EIT图像重建是由泊松方程控制的非线性病态逆问题。传统图像重建算法需求解非线性微分方程,计算量大,图像重建精度较低。本文基于差分进化（DE）算法及其改进形式对二维及三维脑病变EIT图像重建进行了深入的研究,主要的研究内容如下:1、DE算法主要有三个随机参数:种群大小（NP）、缩放因子（F）、交叉因数（CR）。这些参数的取值对EIT图像重建效果的好坏起着重要的作用。但当前DE算法的参数选择具有随机性,大多数参数研究是通过标准测试函数进行的,没有具体到特定的领域。针对这些问题,以头部EIT图像重建为例,在给定目标函数和终止条件的基础上,通过大量的仿真实验,分析了各个参数对图像重建结果的影响,并给出了这些参数的合理选取区间。为DE算法在EIT图像重建中的应用提供了有效的依据。2、针对DE算法和二维EIT图像重建的特点,在详细研究变异策略DE/rand/1/bin和DE/best/1/bin的优势后,提出了一种双模式自适应差分进化算法（...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 EIT国内外研究现状
1.2.1 硬件研究
1.2.2 算法研究
1.2.3 应用研究
1.3 EIT技术问题及难点
1.4 本文组织结构
2 EIT技术理论基础
2.1 EIT生物医学基础
2.2 EIT成像原理
2.3 EIT正问题
2.3.1 ANSYS建模理论分析
2.4 EIT逆问题
2.5 本章小结
3 基于DE的EIT图像重建控制参数研究
3.1 DE算法简介
3.2 正问题有限元模型建立
3.3 实验参数设置
3.4 仿真实验结果与分析
3.4.1 种群规模对重建结果的影响
3.4.2 缩放因子对重建结果的影响
3.4.3 交叉因数对重建结果的影响
3.5 本章小结
4 基于DSaDE的二维EIT图像重建
4.1 DSaDE算法
4.1.1 变异策略自适应调整
4.1.2 参数自适应调整
4.1.3 算法流程图
4.2 仿真实验结果与分析
4.3 本章小结
5 基于MDE的三维EIT图像重建
5.1 MDE算法
5.1.1 随机最佳变异
5.1.2 局部增强算子
5.2 仿真实验结果与分析
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]CT和B超对急性阑尾炎诊断和鉴别中的应用价值对照研究[J]. 刘杰,陈花,董玉龙. 吉林医学. 2016(09)
[2]基于FPGA的高性能三维电阻抗成像系统[J]. 陈晓艳,赵骥,褚猛丽. 传感技术学报. 2016(04)
[3]基于多周期欠采样技术的生物电阻抗成像硬件系统[J]. 侯海岭,王化祥,陈晓艳. 传感技术学报. 2015(02)
[4]基于粒子群优化算法的电阻抗图像重建[J]. 陈民铀,杨艳利,何为,张聪誉,李冰. 重庆大学学报. 2011(01)
博士论文
[1]基于信赖域方法的电阻抗断层成像研究[D]. 谭春晓.河北工业大学 2014
[2]多通道阻抗胃动力测量方法仿真与实验研究[D]. 赵舒.北京协和医学院 2012
硕士论文
[1]基于共享因子的人工蜂群算法的研究与应用[D]. 孟凡明.兰州交通大学 2016
[2]量子粒子群算法的改进及其在图像分割中的应用[D]. 王佳丽.安徽工业大学 2015
[3]三维脑组织电阻抗成像技术仿真研究[D]. 陈会.中国计量学院 2015
[4]接地网的电阻抗成像系统与方法研究[D]. 代锋.重庆大学 2015
[5]超声波在复合材料中传播特性的研究[D]. 汤雪乾.中国民航大学 2014
[6]含风电机组的配电网无功优化[D]. 冯肯.西南交通大学 2013
[7]熔断电阻器瞬态特性仿真分析及其性能的研究[D]. 邱文文.电子科技大学 2013
[8]基于量子粒子群算法的电阻抗图像重构研究[D]. 李乐.重庆大学 2012
[9]后推式BRT大型铰接客车铰接系统的结构设计及性能分析[D]. 宋晶.中北大学 2012
[10]基于生物阻抗技术的肿瘤功能成像研究[D]. 田玉龙.河北工业大学 2007
本文编号：3702139
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 EIT国内外研究现状
1.2.1 硬件研究
1.2.2 算法研究
1.2.3 应用研究
1.3 EIT技术问题及难点
1.4 本文组织结构
2 EIT技术理论基础
2.1 EIT生物医学基础
2.2 EIT成像原理
2.3 EIT正问题
2.3.1 ANSYS建模理论分析
2.4 EIT逆问题
2.5 本章小结
3 基于DE的EIT图像重建控制参数研究
3.1 DE算法简介
3.2 正问题有限元模型建立
3.3 实验参数设置
3.4 仿真实验结果与分析
3.4.1 种群规模对重建结果的影响
3.4.2 缩放因子对重建结果的影响
3.4.3 交叉因数对重建结果的影响
3.5 本章小结
4 基于DSaDE的二维EIT图像重建
4.1 DSaDE算法
4.1.1 变异策略自适应调整
4.1.2 参数自适应调整
4.1.3 算法流程图
4.2 仿真实验结果与分析
4.3 本章小结
5 基于MDE的三维EIT图像重建
5.1 MDE算法
5.1.1 随机最佳变异
5.1.2 局部增强算子
5.2 仿真实验结果与分析
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]CT和B超对急性阑尾炎诊断和鉴别中的应用价值对照研究[J]. 刘杰,陈花,董玉龙. 吉林医学. 2016(09)
[2]基于FPGA的高性能三维电阻抗成像系统[J]. 陈晓艳,赵骥,褚猛丽. 传感技术学报. 2016(04)
[3]基于多周期欠采样技术的生物电阻抗成像硬件系统[J]. 侯海岭,王化祥,陈晓艳. 传感技术学报. 2015(02)
[4]基于粒子群优化算法的电阻抗图像重建[J]. 陈民铀,杨艳利,何为,张聪誉,李冰. 重庆大学学报. 2011(01)
博士论文
[1]基于信赖域方法的电阻抗断层成像研究[D]. 谭春晓.河北工业大学 2014
[2]多通道阻抗胃动力测量方法仿真与实验研究[D]. 赵舒.北京协和医学院 2012
硕士论文
[1]基于共享因子的人工蜂群算法的研究与应用[D]. 孟凡明.兰州交通大学 2016
[2]量子粒子群算法的改进及其在图像分割中的应用[D]. 王佳丽.安徽工业大学 2015
[3]三维脑组织电阻抗成像技术仿真研究[D]. 陈会.中国计量学院 2015
[4]接地网的电阻抗成像系统与方法研究[D]. 代锋.重庆大学 2015
[5]超声波在复合材料中传播特性的研究[D]. 汤雪乾.中国民航大学 2014
[6]含风电机组的配电网无功优化[D]. 冯肯.西南交通大学 2013
[7]熔断电阻器瞬态特性仿真分析及其性能的研究[D]. 邱文文.电子科技大学 2013
[8]基于量子粒子群算法的电阻抗图像重构研究[D]. 李乐.重庆大学 2012
[9]后推式BRT大型铰接客车铰接系统的结构设计及性能分析[D]. 宋晶.中北大学 2012
[10]基于生物阻抗技术的肿瘤功能成像研究[D]. 田玉龙.河北工业大学 2007
本文编号：3702139
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3702139.html
