1دانشگاه تهران-دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی-گروه مهندسی ماشین های کشاورزی
2عضو هیات علمی دانشگاه پردیس کشاورزی تهران
چکیده
توموگرافی القای الکترومغناطیسی یکی از روشهای جدید تصویرسازی بوده و به دلیل ویژگیهایی مانند غیرتماسی، غیرنفوذی و غیر مخرب بودن، پتانسیل استفاده در بسیاری از صنایع را دارد که از جمله آنها میتوان به صنایع بیولوژیکی، جریانهای چندفازی، تصویربرداری پزشکی و همچنین کشاورزی و صنایع غذایی اشاره کرد. قسمتهای اصلی سامانه توموگرافی القای الکترومغناطیسی شامل حسگرهای فرستنده و گیرنده، سامانه جمعآوری داده و الگوریتم بازسازی تصویر است. در این پژوهش مقایسه عملکرد چهار الگوریتم بازسازی تصویر در سامانه توموگرافی القای الکترومغناطیسی با جریان اعمالی مورد بررسی قرار گرفت. در سامانه مذکور از دو عدد الکترود حلقوی ابتکاری به عنوان حسگر فرستنده استفاده شد. حسگرهای گیرنده نیز شامل 648 عدد کویل بوده که دورتادور محیط تصویرسازی قرار میگیرند. به منظور بررسی عملکرد این سامانه از دوازده ترکیب شی هدف استفاده شد و بازسازی تصویر با استفاده از الگوریتمهای LBP، حل تکراری لندوبر، روش منظمسازی تیخونوف و حل تکراری گوس-نیوتن انجام شد. به منظور بررسی کیفیت تصاویر بازسازی شده از پارامترهای خطای اندازه و خطای نسبی تصویر استفاده شد. نتایج نشان داد که در تمامی اشیاء هدف، مقادیر خطای نسبی تصویر مربوط به الگوریتم حل تکراری گوس-نیوتن کمتر از سایر الگوریتمها است. نتایج حاصل از ارزیابی پارامتر خطای اندازه نشان داد که در هر چهار الگوریتم بازسازی تصویر؛ افزایش تعداد اشیاء هدف موجب افزایش خطای اندازه میشود. به عنوان نتیجهگیری کلی میتوان بیان کرد که الگوریتم حل تکراری گوس-نیوتن عملکرد مطلوبتری در مقایسه با سایر الگوریتمها دارد.
1University of Tehran-Faculty of Agriculture-Department of Agricultural Machinery Engineering
2University of Tehran-Faculty of Agriculture-Department of Agricultural Machinery Engineering
چکیده [English]
Magnetic induction tomography (MIT) is one of the new imaging techniques, and due to its characteristic such as non-intrusive and non-destructive, it has potential for use in many industries, including biological industries, multiphase flows, medical imaging, agriculture and food industries. One of the main parts of magnetic induction tomography system is the inverse problem solution algorithm. In this research, performance comparison of four image reconstruction algorithms in applied current magnetic induction tomography (AC-MIT) system was investigated. This system has two innovative annular electrodes as transmitter sensors and 648 coils as a receiver sensor. In order to evaluate the system performance, 12 combinations of target objects were used and image reconstruction was performed using linear back projection algorithm, Landweber iterative algorithm, Tikhonov regularization method and iterative Gauss-Newton algorithm. Size error (SE) and Relative image error (IE) parameters were used to evaluate the quality of the reconstructed images. The results showed that in all combinations of target objects, the IE values of iterative Gauss-Newton algorithm are lower than other algorithms. The results of size error parameter showed that in all four image reconstruction algorithms; increasing number of target objects increases SE parameter. As a general conclusion, it can be stated that iterative Gauss-Newton algorithm has a better performance compared to other algorithms.
کلیدواژهها [English]
Image reconstruction algorithm, Magnetic induction tomography, Relative image error, Ill-posed problem