自适应粒子群优化算法优化径向基函数神经网络
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中图分类号O4414TH772 文献标识码A国家标准学科分类代码: 51040

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*基金项目:基金项目国家自然科学基金(51706098)、江苏省自然科学基金(BK20170792)项目资助


Image reconstruction for electrical impedance tomography using radial basis function neural network optimized with adaptive particle swarm optimization algorithm
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    摘要:

    摘要:摘要电阻抗成像(EIT)的图像重建是一个高度非线性且欠定的病态逆问题。由于传统方法无法达到很高的精度,并且重建过程通常很耗时,提出了一种基于自适应粒子群优化算法的径向基函数神经网络(APSORBFNN)用于图像重建。通过数值模拟建立了15 000个仿真样本,分为训练集和测试集。经过网络训练后,测试集上的图像相关系数(ICC)为095,仿真结果验证了APSORBFNN方法的有效性。当将30、40和50 dB的高斯白噪声添加到测试集中,ICC分别为090、092和093,证明了该方法的鲁棒性。对包含更多目标的样本重建结果说明了该方法具有良好的泛化能力。此外,8电极EIT系统的实验数据测试结果表明,相比于Tikhonov和RBFNN方法,APSORBFNN方法具有更好的图像重建结果。

    Abstract:

    Abstract:Image reconstruction with electrical impedance tomography (EIT) is a highly nonlinear, underdetermined and morbid inverse problem. Since traditional methods cannot achieve high accuracy and the reconstruction process is usually timeconsuming, a radial basis function neural network based on adaptive particleswarmoptimization (APSORBFNN) method isproposedand used forthe imagereconstruction.15 000 simulation samplesareestablished throughnumericalsimulation,whichare dividedinto the trainingset and test set. After network training, the image correlation coefficient (ICC) on the test set is 095, and the simulation results verify the effectiveness of the proposed APSORBFNN method. When the Gaussian white noises of 30, 40 and 50 dB are added to the test set, the ICCs are 090, 092 and 093, respectively, which proves the robustness of the proposed method. The reconstruction results for the samples with more targets show that the proposed method has good generalization ability. In addition, the experiment data test results of an 8electrode EIT system show that the proposed APSORBFNN method has better image reconstruction results compared with the Tikhonov and RBFNN methods.

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    引证文献
引用本文

用于电阻抗成像图像重建*吴阳,刘凯,陈柏,李芳,姚佳烽.自适应粒子群优化算法优化径向基函数神经网络[J].仪器仪表学报,2020,41(6):240-249

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  • 在线发布日期: 2022-03-01
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