Microwave Imaging of Perfect Electric Conductors of Arbitrary Shape Using Level Set Method

توضیحات

ABSTRACT

In this paper, a shape reconstruction method for electromagnetic tomography based on contour  deformations exploiting level set method is proposed. The algorithm is able to reconstruct the shape of  multiple perfect conducting objects in two-dimensions. Incident waves are assumed to be TM (Transverse Magnetic) plane waves. The fast marching method is used in reinitialization process which has drastically  improved the velocity of the reconstruction. The numerical results clearly shows that this inversion algorithm provides accurate reconstructions of objects from initial guess.

 

INTRODUCTION

  In general, imaging problems are a subset of the general category of inverse problems. The goal is to identify the characteristics of a an object without direct measurement. This problem has many applications in subjects such as target identification, geophysics, remote sensing, atmospheric science, seismic exploration, ground penetrating radar (GPR) and medical applications such as cancer and hypothermia detection. The implementation of all of these applications involves a nonlinear, ill posed problems which require a complicated solving approach. Here, we are concerned about the microwave imaging approach. Conceptually, it is an electromagnetic inverse scattering problem where the goal is to characterize unknown objects from measurements of the scattered fields that result from their interaction with a known incident wave in the microwave frequency range. The majority of the electromagnetic (EM) spectrum can be used for imaging with different operating frequencies providing different information about the object being imaged. Promising results concerning the use of microwave imaging for early detection of breast cancer have been reported recently in the literature where the potential for resolving small tumors has been demonstrated.

 

 

چکیده

در این مقاله، یک روش بازسازی شکل برای توموگرافی الکترومغناطیسی بر اساس تغییر شکل کانتورها از روش تعیین سطح استفاده شده است. الگوریتم قادر به بازسازی شکل های مختلف اجرام کامل هدایت در دو بعد است. امواج تصادفی به عنوان امواج تابشی TM (Magnetic Flow) شناخته می شوند. روش پیاده روی سریع در فرآیند reinitialization استفاده می شود که به طور چشمگیری سرعت بازسازی را بهبود می بخشد. نتایج عددی به وضوح نشان می دهد که این الگوریتم معکوس بازسازی دقیق اشیا را از حدس اولیه فراهم می کند.

 

مقدمه

به طور کلی، مشکلات تصویربرداری یک زیر مجموعه از دسته کلی مشکلات معکوس است. هدف این است که شناسایی ویژگی های یک جسم بدون اندازه گیری مستقیم. این مسئله در مواردی مانند شناسایی هدف، ژئوفیزیک، سنجش از دور، علوم جوی، اکتشاف لرزه نگاری، رادار نفوذ زمین (GPR) و برنامه های پزشکی مانند سرطان و تشخیص هیپوترمی کاربرد زیادی دارد. پیاده سازی تمامی این برنامه ها شامل یک مشکل غیر خطی و بدست آمده می شود که نیاز به رویکرد پیچیده ای دارد. در اینجا ما در مورد روش تصویربرداری مایکروویو نگرانیم. به لحاظ مفهومی، یک مسئله پراکندگی معکوس الکترومغناطیسی است که هدف آن مشخص کردن اجسام ناشناخته از اندازه گیری میدان های پراکنده است که حاصل تعامل آنها با موج حادثه شناخته شده در محدوده فرکانس مایکروویو است. اکثریت طیف الکترومغناطیسی (EM) را می توان برای تصویربرداری با فرکانس های عملیاتی مختلف ارائه داد که اطلاعات مختلفی در مورد شی مورد نظر قرار می گیرد. نتایج قابل توجهی در مورد استفاده از تصویربرداری مایکروویو برای تشخیص زودهنگام سرطان پستان اخیرا در ادبیات ارائه شده است که در آن پتانسیل برای حل توالی های کوچک نشان داده شده است.

 

Year: 2010

Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran

By :  Mohammad Reza Eskandari, Abolghasem Zeidaabadi Nezhad, and Reza Safian

File Information: English Language/ 5 Page / size: 821 KB

Download

سال :1389

ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران

کاری از : محمدرضا اسکندری، ابوالقاسم زیدآبادی نژاد و رضا صفیف

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 5صفحه / حجم : KB 821

لینک دانلود