ارزيابي كمي الگوريتم‌هاي بازيابي تصوير در رژيم مايكروويو

Quantitative Assessment of Reconstruction Algorithms in Microwave Regime

كيفيت تصوير مناسب يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي روش‌هاي بازيابي در رژيم مايكروويو است. اين مقاله به بررسي و مقايسه تصوير بازيايي شده از روش اصلاحي مجموعه تراز (MLSM) با چهار روش تكرار برن معوج (DBIM)، منبع كانتراست (CSI)، نمونه برداري خطي (LSM) و موزيك (MUSIC) تمركز دارد. همچنين سه معيار مهم يك سيستم تصوير‌برداري يعني صحت، وضوح و كانتراست تصوير به‌صورت كمي براي روش‌هاي مرسوم معرفي شده، بررسي مي‌گردد. سه روش بازيابي كمي DBIM، CSI و MLSM با يك حدس اوليه شروع و با اصلاح آن طي يك فرايند تكرار به پراكنده‌ساز واقعي نزديك مي‌شوند. اگر چه حجم محاسبات در اين روش‌ها بالاست اما وضوح و كانتراست تصوير بالايي در مقايسه با دو روش ديگر دارند به‌گونه‌اي كه مشاهده مي‌شود روش DBIM و CSI توانايي تفكيك كامل دو جسم در فاصله λ 0/4 و MLSM در فاصله 15/λ را دارد. با توجه به اين‌كه ناحيه تحت بررسي به‌وسيله روش MLSM به يك ناحيه كوچك‌تر محدود مي‌شود صحت بازيابي آن در بين دو روش كمي ديگر بيشتر است.

Acquiring acceptable image qualitiy in microwave imaging is one of the challenging task in this field. This paper aims to investigate and compare modified level set method (MLSM) with four state-of-the-art methods i.e., distorted born iterative method (DBIM), contrast source inversion (CSI) method, linear sampling method (LSM) and multiple signal classification (MUSIC) method in image reconstruction and focuses on quantitative comparison of them. Furthermore, three important criteria of image quality, namely accuracy, resolution and contrast, are quantitatively investigated for the aforementioned methods. The three quantitative methods of DBIM, CSI, and MLSM start with an initial guess of the scatterer profile and changing during an iterative process close to the actual scatterer. In spite of high amount of numerical computation in these methods, the resolution and contrast are high compared to the other two methods. As will be seen, the DBI and CSI methods are capable of completely resolving the two objects at 0.4λ and MLSM at 0.07λ. an‎d also, MLSM provides more accurate reconstructions than the two others since the investigation domain is deformed to a smaller one.