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Enregistrement W1612636452

New Hardware and Software Design for Electrical Impedance Tomography

2007· dissertation· en· W1612636452 sur OpenAlexfundno aff
Mehran Goharian

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2007
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueElectrical and Bioimpedance Tomography
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésElectrical impedance tomographySoftwareTomographyElectrical impedanceElectrical resistivity tomographyComputer scienceElectrical engineeringEngineeringMedicineRadiologyElectrical resistivity and conductivityOperating system
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Electrical impedance tomography (EIT) is an imaging technique that reconstructs the internal electrical properties of an object from boundary voltage measurements. In this technique a series of electrodes is attached to the surface of an object and alternating current is passed via these electrodes and the resulting voltages are measured. Reconstruction of internal conductivity images requires the solution of an illconditioned nonlinear inverse problem from the noisy boundary voltage measurements. Such unreliable boundary measurements make the solutions unstable. To obtain stable and meaningful solutions regularization is used. This thesis deals with the EIT problem from the perspective of both image reconstruction and hardware design. This thesis consists of two main parts. The first part covers the development of 3D image reconstruction algorithms for single and multi-frequency EIT. The second part relates to the design of novel multi-frequency hardware and performance testing of the hardware using the designed phantom. Three different approaches for image reconstruction of EIT are presented: 1) The dogleg algorithm is introduced as an alternative method to Levenberg-Marquardt for solving the EIT inverse problem. It was found that the dogleg technique requires less computation time to converge to the same result as the Levenberg-Marquardt. 2) We propose a novel approach to build a subspace for regularization using a spectral and spatial multifrequency analysis approach. The approach is based on the construction of a subspace for the expected conductivity distributions using principal component analysis (peA). The advantage of this technique is that priori information for regularization matrix is determined from the statistical nature of the multifrequency data. 3) We present a quadratic constrained least square approach to the EIT problem. The proposed approach is based on the trust region subproblem (TRS), which uses L-curve maximum curvature criteria to fmd a regularization parameter. Our results show that the TRS algorithm has the advantage that it does not require any knowledge of the norm of the noise for its process. 4) The second part of thesis discuses the designing, implementation, and testing a novel 48-channel multifrequency EIT system. The system specifications proved to be comparable with the existing EIT systems with capability of 3-D measurement over selectable frequencies. The proposed algorithms are [mally tested under experimental situation using designed EIT hardware. The conductivity and permittivity images for different targets were reconstructed using four different approaches: dog-leg, principal component analysis (PCA), Gauss-Newton, and difference imaging. In the case of the multi-frequency analysis, the PCA-based approach provided a substantial improvement over the Gauss-Newton technique in terms of systematic error reduction. Our EIT system recovered a conductivity value of 0.08 Sm-l for the 0.07 Sm-l piece of cucumber (14% error).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,054

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0160,006

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,204
Écart entre enseignants0,194 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2007
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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