Simultaneous Conductivity and Permeability Reconstructions for Electromagnetic Tomography Using Deep Learning

断层摄影术 电导率 迭代重建 磁导率 分割 计算机科学 人工智能 均方误差 材料科学 算法 模式识别(心理学) 数学 物理 光学 统计 量子力学 生物 遗传学
作者
Wenbiao Zhang,Zexin Zhu,Yijian Geng
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:72: 1-11 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tim.2023.3268444
摘要

Electromagnetic tomography (EMT) is a research hotspot in electrical tomography, which has wide application prospect for multiphase flow measurement. The existing EMT usually visualizes the distributions of conductivity or permeability separately. In order to realize the simultaneous imaging of different electromagnetic characteristics in the measurement area and improve the quality of the reconstructed images, a deep learning based multi-parameter EMT method is proposed in this paper. Firstly, the information from the mutual inductance and magnetic induction intensity of the imaging area is measured respectively. Then, the Landweber algorithm is used to reconstruct the initial conductivity and permeability images using above measurements. Finally, the initial images are input into the improved DeepLabv3 network for image segmentation and the images of conductivity and permeability distributions with clear boundary and accurate size and position are output. The images reconstructed by the improved DeepLabv3 network are compared with those from traditional methods, UNet++, LinkNet and PAN networks through the simulation and experiment. The experimental results show that our method achieves RMSE of 0.1667, CC of 0.6984 and SSIM of 0.6542 on average for permeability distribution reconstruction, and RMSE of 0.1907, CC of 0.7791 and SSIM of 0.7538 on average for conductivity distribution reconstruction. These results prove that the proposed method can simultaneously obtain the conductivity and permeability distributions with high-quality reconstructed images. Our code is publicly available at https://github.com/Tougerr/Landweber-DLv3.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
思源应助跳跃的冰旋采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
万能图书馆应助空空采纳,获得10
2秒前
迅速的鹤完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
小馒头发布了新的文献求助10
3秒前
陈凯发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
ding完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
段dwh发布了新的文献求助10
6秒前
海晨发布了新的文献求助10
7秒前
ding应助2020采纳,获得10
7秒前
7秒前
小晓发布了新的文献求助10
8秒前
可爱的函函应助三水采纳,获得10
8秒前
小静发布了新的文献求助10
10秒前
meng完成签到,获得积分10
11秒前
爱笑夜蕾发布了新的文献求助20
11秒前
12秒前
小豆豆完成签到,获得积分10
12秒前
谦让的诗翠完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
Lucas应助心灵美的白卉采纳,获得10
13秒前
充电宝应助茄茄嘉璐采纳,获得10
13秒前
Mr_龙在天涯完成签到,获得积分10
15秒前
Ava应助榨菜采纳,获得10
15秒前
17秒前
17秒前
科研通AI6.2应助小晓采纳,获得10
17秒前
蓝小蓝完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
22秒前
风里等你完成签到,获得积分10
23秒前
央央发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
gmh253完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
用于植入式医疗器械的馈通设计与实现 400
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7137504
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8786249
关于积分的说明 18574016
捐赠科研通 6724214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3154395
关于科研通互助平台的介绍 2280939
邀请新用户注册赠送积分活动 2128906