電學層析聚類成像質(zhì)量評估研究.pdf

1、電學層析成像(ET)是上世紀80年代發(fā)展起來的新型檢測技術，它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無輻射等優(yōu)點，廣泛應用于石油化工等工業(yè)領域和醫(yī)學領域中。ET重建圖像質(zhì)量評估是ET研究領域重要的方向之一，因為它對重建算法和硬件電路的改進具有指導意義。目前有很多圖像重建算法，常用的有靈敏度系數(shù)法、線性反投影法、共軛梯度法等，各種算法的原理不同，適用范圍也不同，因此需要用一種量化的指標來評價重建圖像的質(zhì)量。雖然很多學者提出了一些參數(shù)用來評估ET重建圖像質(zhì)

2、量，但都具有一定的局限性。本課題的前期已經(jīng)提出了基于聚類的圖像重建算法并取得成果，以此為基礎本文進一步分析了聚類成像的機理，并利用聚類有效性指標來評估重建圖像質(zhì)量。主要工作有以下三方面：
　　 1)本文在基于向量的聚類算法基礎上進行改進，通過提取每個原有向量的均值、方差和二階差分形成新的三維特征向量，提出基于三維特征向量的新聚類算法，將其用于圖像重建，通過實驗發(fā)現(xiàn)新的算法比原有的算法有更好的重建質(zhì)量。提出了用圖像整體灰度方差來評

3、估重建圖像質(zhì)量，可以通過圖像的整體灰度方差曲線來評估重建質(zhì)量，灰度方差越大，重建質(zhì)量越好，這種評估方法適合于任何圖像重建算法。通過實驗發(fā)現(xiàn)該方法是有效的和可行的。這些工作為電學成像的質(zhì)量評估建立了基礎。
　　 2)本文提出了一個新的模糊Gap統(tǒng)計，在前人提出的模糊Gap統(tǒng)計基礎上作出兩點改進：1)重新定義了每一類的樣本點數(shù)統(tǒng)計量；2)采用全部隸屬度計算類中心。改進后的Gap統(tǒng)計能更加準確地計算出類中心，在一定條件下能更精確地計算