• Non ci sono risultati.

Contrast Field and Contrast Source Formulations for Microwave Imaging: A Comparative Analysis

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "Contrast Field and Contrast Source Formulations for Microwave Imaging: A Comparative Analysis"

Copied!
3
0
0

Testo completo

(1)

UNIVERSITY

OF TRENTO

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E SCIENZA DELL’INFORMAZIONE 38123 Povo – Trento (Italy), Via Sommarive 14

http://www.disi.unitn.it

CONTRAST FIELD AND CONTRAST SOURCE FORMULATIONS FOR MICROWAVE IMAGING – A COMPARATIVE ANALYSIS

L. Lizzi, P. Rocca, M. Donelli, A. Massa

January 2011

(2)
(3)

Contrast Field and Contrast Source Formulations for Microwave Imaging ‐ A Comparative Analysis    L. Lizzi, P. Rocca, M. Donelli and A. Massa    ELEDIA Research Group @ DIT, University of Trento, Via Sommarive 14, I‐38050 Trento, Italy   

Inverse  scattering  techniques  are  aimed  at  recovering  the  profiles,  positions  and  constitutive  parameters  of  unknown  objects  belonging  to  an  inaccessible  region  illuminated  by  known  and  successive  probing  fields  from  the  measurements  of  the  scattered  field  (i.e.,  the  problem  data)  collected  by  a  set  of  sensors  in  an  external  observation  domain.  Within  such  a  framework,  different methods have been proposed, based either on system matrix inversion or optimization  approaches.  Since  multiple  scattering  effects  cannot  be  neglegted,  full  non‐linear  formulations  have  to  be  used.  The  contrast  field  inversion  (CFI)  and  the  contrast  source  inversion  (CSI)  have  been  widely  employed  in  a  lot  of  practical  applications  (e.g.,  biomedical  diagnosis  or  UXO  and  landmines  detection,  NDT/NDE,  archeology,  etc.).  CFI‐based  techniques  recast  the  inversion  problem to the minimization of a cost function of two integral terms both non‐linear related to  the  so‐called  Data  and  State/Object  Equations  [1][2].  The  goal  is  to  determine  the  unknown  contrast  function  and  total  field  within  the  investigation  domain.  On  the  other  hand,  in  the  CSI  algorithm  the  contrast  sources  (i.e.,  the  equivalent  currents  defined  in  the  support  of  the  scatterers) and the contrast itself are iteratively reconstructed [3][4][5]. In such a case, the cost  function is still composed by two‐terms, but only one is non‐linear. This contribution proposes a  comparison between the CFI and CSI methods in terms of solution accuracy, robustness to local  minima  and  noise,  and  computational  efficiency.  The  analysis  is  aimed  at  pointing  out  potentialities  and  limitations  of  both  the  inversion  formulations  when  dealing  with  synthetic  as  well  as  experimental  datasets.  Towards  this  end,  a  set  of  representative  results  obtained  with  different  minimization  techniques  both  deterministic  [6]  and  stochastic  [7]  are  reported  and  compared. 

 

REFERENCES 

1.  S. Caorsi, A. Massa, and M. Pastorino, "A computational technique based on a real‐coded genetic algorithm for  microwave imaging purposes," IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 38, no. 4, pp. 1697‐1708, July 2000.   2.  M  .Donelli,  G.  Franceschini,  A.  Martini,  and  A.  Massa,  "An  integrated  multiscaling  strategy  based  on  a  particle 

swarm algorithm for inverse scattering problems," IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 44, no. 2, pp. 298‐312,  Feb. 2006.  

3.  P.M.  van  den  Berg  and  A.  Abubakar,  "Contrast  source  inversion  method:  State  of  art,"  Progress  in  Electromagnetic Research, PIER, vol. 34, pp. 189‐218, 2001.   4.  A. Abubakar, P.M. van den Berg, and J.J. Mallorqui, "Imaging of biomedical data using a multiplicative regularized  contrast source inversion method," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. 50, no. 5, pp. 1761‐1771,  July 2002.   5.  A. Abubakar, T.M. Habashy, and P.M. van den Berg, "Nonlinear Inversion of Multi‐Frequency Microwave Fresnel  Data Using the Multiplicative Regularized Contrast Source Inversion," PIERS2006, Cambridge, USA, vol. 2, no. 5,  pp. 485‐489, 2006.  

6.  R.E.  Kleinman  and  P.M.  van  den  Berg,  "A  modfied  gradient  method  for  two‐dimensional  problems  in  tomography," J. Computat. Appl. Math., vol. 42, pp. 17‐35, 1992.  

7.  M .Donelli and A. Massa, "Computational approach based on a particle swarm optimizer for microwave imaging  of two‐dimensional dielectric scatterers," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. 53, no. 5, pp. 1761‐ 1776, May 2005. 

Riferimenti

Documenti correlati

This development offers the possibility of using XPCi as a modality for dynamic functional imaging of microbubbles, enabling quantification of microbubble concentration in a

Hadronic matter at high energy density and high temperature undergoes a phase transition and a new state of matter, named Quark-Gluon Plasma (QGP), is formed.. By relativistic

Dans ce contexte, des filières de prostitution existent entre les deux pays, certaines sont déjà constituées et d’autres se développent, comme le dénonce le rapport du Groupe des

film realizzati tra gli anni ’30 e ’90 del secolo scorso, osservati meticolosamente non tanto come oggetti al servizio della promozione, ma come prodotti caratterizzati da

La distanza abissale che separa i videoclip dei primi anni di MTV da quelli degli anni Settanta è testimoniata dal fatto che il video di uno dei più grandi

Le implicazioni legate alla salute e alla sicurezza del lavo- ratore e alla tutela dei suoi diritti nei diversi ambiti previsti dalla legge richiedono che il paziente sia

Based on the above, the aim of the present study is to ver- ify if war increased the risk of developing MDD in a group of Italian soldiers hospitalised at a mental health hospital

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E SCIENZA DELL’INFORMAZIONE 38123 Povo – Trento (Italy), Via Sommarive