基于改进自适应阈值EIT算法的CFRP损伤检测

电阻抗层析成像(EIT)具有快速、无辐射等众多优点,但EIT的逆问题严重的病态性导致FISTA等算法的重建图像中存在损伤边缘信息缺失的现象。针对该问题引入了一种与解向量稀疏度相关的自适应阈值算子和一种可变阈值函数,解决了软阈值函数边缘处不可导的问题。仿真实验表明改进算法与传统的算法相比,FIMSTA算法的表现最好,尤其是对于传统算法图像重建效果较差的中心裂纹损伤,FIMSTA算法的相关系数达到0.7038,较表现最好的FISTA算法提升了51.08%。

基于高场3 T磁共振的人体组织电特性成像

结合现代的影像学方法,提出了一种基于磁共振成像的生物组织电特性成像方法.根据磁共振图像扫描信号中包含目标体的电导率和介电常数等信息这一原理,从法拉第定律和安培定律出发,推导出了激励射频磁场与电特性之间的关系.利用基于双角度法的自旋回波扫描序列,对志愿者头部进行了高场3 T下的磁共振成像实验,初步得到了质子密度像、射频场映像以及相应的电特性像.改进的算法中引入梯度项后,图像上不同组织内部的电特性变化更加明显.与传统电阻抗成像以及常规磁共振成像相比,本文的新型磁共振电特性成像兼具高对比度和高分辨率的特点,作为一种功能成像,有望在相关重大疾病的预防和诊断方面发挥作用.

低频电磁波建筑物内部结构透视技术研究进展

在进入陌生建筑物内部之前获取其内部结构信息,能够为反恐作战、灾害救援等多种应用提供服务,具有重要的现实意义和研究价值。低频电磁波能够穿透常见建筑物材料传播,进而安全、稳定、隐蔽地获取墙后目标信息。利用低频电磁波获取墙后信息因此成为建筑物内部结构透视领域的研究重点。为获知该领域的发展脉络,并预测未来可能的发展趋势,该文对21世纪初以来该领域国内外公开文献进行了归纳总结。相关文献的梳理结果表明,利用低频电磁波进行建筑物内部结构穿透探测的技术目前主要包括3类:基于反射波测量的穿墙雷达成像技术、基于透射波测量的射频层析成像技术、基于多径信号的墙体位置估计技术。这3类技术均已取得一定具有实际意义的研究成果。该文围绕这3类技术所涵盖主要内容的发展历程进行了梳理,主要包括穿墙雷达墙后静止目标成像原理、基于穿墙雷达的建筑物内部结构观测模式、基于穿墙雷达成像的建筑物内部结构重建技术、基于射频层析成像的建筑物内部结构反演技术、基于多径信号的墙体位置估计技术,并以此对该领域的发展趋势进行了探讨。总结近20年以来低频电磁波建筑物内部结构透视技术的发展历程,可以发现建筑物内部结构穿透探测平台已由传统的机载、车载平台转向微型机器人、无人机等新型平台,而对应的建筑物内部结构信息重建方法,则由传统的雷达成像技术,发展成包含图像增强、稀疏重构等在内的多种新型方法。这些结果表明,建筑物内部结构透视技术正朝着系统化、多样化、智能化的方向发展。

基于FPGA的射频层析成像目标位置快速求解算法

基于射频层析成像算法的免携带设备目标定位需要花费较长时间求解目标位置,难以满足实时性要求高的场合,为此设计一种基于FPGA的目标位置快速求解算法。对目标位置的求解进行优化,将直接求解转化为线性方程组的求解,验证线性方程组系数矩阵的对称正定性,设计基于FPGA平台的系数矩阵和列矩阵更新模块。与PC平台相比,在处理相同分辨率的射频层析成像算法时,该算法能够提高射频层析成像定位算法求解目标位置的计算速度,满足实时性要求。

基于贝叶斯背景模型的免携带设备目标定位算法

免携带设备目标定位不需要目标携带任何电子设备或标签来对人或其他物体进行定位。针对现有射频层析成像算法在多径环境中定位精度不理想的问题,提出了一种基于贝叶斯背景模型的定位算法。该算法首先将斜拉普拉斯分布和贝叶斯理论相结合来建立贝叶斯背景模型,用于排除冗余链路;然后对接收信号强度的变化值进行加权处理,从而减小多径效应对目标定位的干扰;最后引入目标位置的后验估计均值对目标位置进行修正,提高定位精度。实验结果表明,该定位算法具有可行性和有效性。

基于WSNs的无线层析成像定位算法的改进

基于无线传感器网络(WSNs)的无源被动定位技术,因无需目标携带任何电子标签,成为当前传感器网络定位领域的研究热点之一。无线层析成像(RTI)定位算法因计算量轻,可实时定位在无源被动定位系统中广泛应用。但目前RTI算法,因未考虑因测量噪声引起的伪位置,这造成目标的真实位置与个数无法辨识。提出使用高斯核滤波的方法消除RTI中的伪位置,实验证明:该方法可行,有效。

脑功能区慢性扩展性脑内血肿的立体定向手术及文献复习

目的探讨脑功能区或位置较深的慢性扩展性脑内血肿立体定向手术治疗的可行性。方法回顾2例慢性扩展性脑内血肿患者的临床资料,分析其流行病学特点、发病机制、影像学特点、诊断与鉴别诊断特点、治疗原则及预后。结果2例患者发病年龄分别为76岁和69岁,病程1个月和6个月;例1病变位于右侧额顶叶运动功能区,例2病变位于右侧丘脑及右侧大脑脚。临床症状以颅内高压及局灶性神经功能损害为主。CT平扫显示脑实质内囊性占位性病变,伴病灶周围水肿,呈低密度或稍低密度影,较脑脊液密度高;慢性基础上急性出血者可呈分层状液平,包膜呈等或稍高密度环,周围可有水肿存在;增强扫描包膜呈均匀一致性环状强化,其内液体无强化。MRI检查T1WI显示囊内呈高信号的亚急性或慢性积血,如有分层现象则可明确诊断。2例均行立体定向手术引流,1例痊愈,1例于3个月后复发,再次行立体定向手术后痊愈。结论慢性扩展性脑内血肿起病隐匿,症状呈进行性加重,临床表现为颅内高压及局灶性神经功能损害,头部CT和MRI表现为主要诊断依据。手术切除血肿疗效良好,脑非功能区者首选开颅手术;脑功能区或位置较深的慢性病变者则以立体定向手术为宜。

阴影模型的正则化无设备重建与实时定位

在综合静态无线射频层析成像(Radio tomographic imaging,RTI)算法基础上,给出了一种可行且有效的实现无线传感器节点在空旷环境和障碍物条件下无线信号衰减原理障碍物监控的方法,实现定位与追踪.利用阴影衰落模型建立接收信号强度测量值线性系统模型,并采用SPIN令牌环通信协议收集接收信号强度;创新性地引入最小角回归算法与最小绝对值收缩和选择因子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO),提高了图像重建速度.即在吉洪诺夫正则化与l1正则化算法分析对比前提下,创新性引入改进的最小角回归(Least angle regression,LARS)重建模型与算法,保证重建效果与复杂LASSO算法相似的同时,将重建图像速度提高一个数量级.实测基于16平方米范围内的16个JENNIC 5139节点进行定位与追踪.实测结果与仿真相比虽稍有偏差,但近似符合.这充分表明:吉洪诺夫正则化与l1正则化适用于不同分辨率场景,且都可较好地反映障碍物状况.

基于分布式无线网络的无线电层析成像方法与实验研究

无线电层析成像(RTI)是利用无线传感网络对目标成像的新兴技术,在区域目标监测与定位等方面有广泛的应用。该文研究基于无线网络链路损耗和层析成像机理的区域目标成像定位方法,在链路质量指标(LQI)的测量基础上构建了目标成像的网络结构,通过压缩感知中的匹配追踪重构(OMP)算法对目标图像进行重建,最后通过实验验证该方法的有效性。

基于概率密度的无线层析成像节点自定位方法

针对无线层析成像(RTI)定位系统部署过程中需要大量时间和人力测量传感器节点位置的问题,提出一种基于概率密度的RTI节点自定位方法。以区域的概率密度作为权重,计算出区域质心的加权平均值作为RTI节点的位置坐标。现场试验证明:基于概率密度的RTI节点自定位方法不仅降低了原有节点自定位算法的复杂度,提高了RTI系统的部署效率,而且提高了定位结果的精度。

基于KPCA的无线层析成像定位方法

无线层析成像(radio tomographic imaging,RTI)技术作为无设备目标定位(device-free localization,DFL)的主要方式之一,在被定位目标不携带任何定位装置的情况下仍能实现定位,具有广泛的应用前景.但由于接收信号强度(received signal strength,RSS)信息容易受到环境变化和噪声的影响,RTI成像图上往往不可避免地存在着背景噪点,有时甚至还有伪目标出现在图像上.为了提高RTI成像质量,本文提出一种基于核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)的增强型RTI方法,该方法利用KPCA的学习能力来提取有效受目标影响的链路特征信息,从而达到克服噪声影响和提高定位精度的目的.室内外实验结果表明,该方法的成像质量和定位精度都要优于现有RTI方法.

基于WSNs三维无线层析成像定位方法研究

提出一种基于无线传感器网络(WSNs)的三维无线层析成像(RTI)定位方法,通过建立接收信号强度(RSS)阴影衰落模型和椭球权重模型来重建三维层析图像,从而获得目标的三维位置信息,为目标的三维定位提供了一种有效的算法。现场实验证明:该定位算法可行有效。

平煤八矿不规则短工作面无线电坑透探测技术及应用研究

矿井工作面无线电坑透探测技术越来越多地运用到煤矿综采工作面内部构造的探查,该文主要介绍无线电坑透的基本原理及探测方法,并针对平煤股份八矿近年出现的工作面走向短、不规则的特点,提出加密探测、采用不同频率的接收线框分段施工并进行分段处理的工艺,提高了分辨率和准确率。

CT引导经皮穿刺半月神经节射频热凝术治疗三叉神经痛的效果与手术技巧

目的总结在CT引导下穿刺半月神经节行标准射频热凝术治疗三叉神经痛患者49例的临床效果和技巧。方法在CT三维或导航引导下对第V颅神经第Ⅱ支痛、Ⅰ＋Ⅱ支痛、Ⅱ＋Ⅲ支痛或Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ支全痛患者应用改良的Hartel法经前入路卵圆孔穿刺半月神经节，术中验证靶点，并在全身麻醉下进行标准射频靶点温控毁损。结果术后即刻显效，优46例，良2例，差1例，总优良率98．0％（48例）。全组随访，1～6个月内复发率为1．9％（1例），6个月～1年内复发率为1．9％（1例）。全组均无严重并发症。结论CT引导下穿刺半月神经节行标准射频温控热凝毁损术的疗效可靠、安全，注意手术技巧可减少穿刺过程因深度或方向掌握不当产生的并发症。