In this paper we consider the inverse problem of electrical conductivity retrieval starting from boundary measurements, in the framework of Electrical Resistance Tomography (ERT). In particular, the focus is on non-iterative reconstruction algorithms, compatible with real-time applications. In this work a new non-iterative reconstruction method for Electrical Resistance Tomography, termed Kernel Method, is presented. The imaging algorithm deals with the problem of retrieving the shape of one or more anomalies embedded in a known background. The foundation of the proposed method is given by the idea that if there exists a current flux at the boundary (Neumann data) able to produce the same voltage measurements on two different configurations, with and without the anomaly, respectively, then the corresponding electric current density for the problem involving only the background material vanishes in the region occupied by the anomaly. Coherently with this observation, the Kernel Method consists in (i) evaluating a proper current flux at the boundary $g$, (ii) solving one direct problem on a configuration without anomaly and driven by $g$, (iii) reconstructing the anomaly from the spatial plot of the power density as the region in which the power density vanishes. This new tomographic method has a very simple numerical implementation at a very low computational cost. Beside theoretical results and justifications of our method, we present a large number of numerical examples to show the potential of this new algorithm.


翻译:本文在电阻抗层析成像(ERT)框架下,研究从边界测量值反演电导率分布这一逆问题,重点关注适用于实时应用的非迭代重建算法。本文提出一种名为“核方法”的新型非迭代电阻抗层析成像重建算法。该成像算法旨在恢复嵌入已知背景中的单个或多个异常体的形状。所提方法基于以下核心理念:若存在一种边界电流通量(诺伊曼数据),能分别在有异常和无异常两种不同配置下产生相同的电压测量值,则仅涉及背景材料的无异常问题中对应的电流密度在异常体占据的区域将为零。基于这一发现,核方法包括:(1)评估边界上的合适电流通量$g$;(2)求解一个由$g$驱动的无异常配置下的正问题;(3)通过功率密度的空间分布图,将功率密度为零的区域识别为异常体并重建其形状。该新型层析成像方法数值实现极为简便,计算成本极低。除理论结果与方法论证外,我们通过大量数值算例展示了该新算法的应用潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月29日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月29日
Arxiv
29+阅读 · 2023年1月12日
Arxiv
12+阅读 · 2021年3月25日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月29日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月29日
Arxiv
29+阅读 · 2023年1月12日
Arxiv
12+阅读 · 2021年3月25日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员