基于带约束粒子群的电容层析成像图像重建算法

作     者：焦园娜 左振华 张雷雷 郭志恒 阚哲 JIAO Yuanna;ZUO Zhenhua;ZHANG Leilei;GUO Zhiheng;KAN Zhe

作者机构：辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001 中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司烯烃厂辽宁抚顺113001 抚顺石化工程建设有限公司辽宁抚顺113001 

出 版 物：《辽宁石油化工大学学报》 (Journal of Liaoning Petrochemical University)

年 卷 期：2024年第44卷第2期

页      面：91-96页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：辽宁省教育厅一般项目(JYTMS20231448) 

主　　题：电容层析成像 约束粒子群算法 罚函数 混沌算子 惯性动态权值 

摘      要：粒子群工作时系统的鲁棒性很高,有助于解决图像重建的病态问题。但是,重建图像的像素较大,导致粒子维度较大,粒子在寻优过程中很难达到最优解。为了解决这一问题,对粒子的位置加入约束条件,以Tikhonov正则化图像重建算法成像作为粒子位置参考,约束粒子在Tikhonov正则化算法重建图像的一定范围内搜索,并用罚函数求解,提高粒子搜索速度;粒子群的惯性权重采用线性递减权值,从而实现惯性权值的自适应动态调整,提高算法的灵活性;将混沌算子加入粒子群位置搜索过程中,当粒子陷入局部最优时,混沌变量在一定范围内波动,降低最优解的错失率。仿真实验结果表明,与传统的LBP算法和Tikhonov算法相比,改进的粒子群算法的电容层析成像图像重建更精确,效率更高。