Corrosion detection is a critical problem in many research areas. Guided wave tomography provides a powerful tool to estimate the remaining thickness of corroded structures. This article introduces an ultrasonic quantitative tomography method called fast inversion tomography (FIT) for corrosion mapping on plate-like structures. FIT consists of offline training and online inversion. The offline training stage uses the supervised descent method (SDM) to generate a series of average descent directions iteratively by minimizing the waveform misfit function between the fixed initial models and training examples. The minimization of the misfit function is equivalent to solving the linear least-squares problem. In the online inversion stage, we reconstruct the velocity map of testing examples using the learned descent directions in an iterative manner. Then, we convert the velocity map into the thickness map using the dispersive characteristics of a specific guided wave mode. The performance of this technique is evaluated using synthetic datasets which include both training and testing examples with different corrosion depths and shapes on an aluminum plate. We also compare the reconstruction accuracy and computation efficiency between FIT and time/frequency-domain full-waveform inversion. The results indicate that FIT exhibits great performance in the problem of quantitative corrosion imaging.

中文翻译：

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基于监督下降法的导波断层扫描定量腐蚀成像。

腐蚀检测是许多研究领域的关键问题。导波断层扫描提供了一种强大的工具来估计腐蚀结构的剩余厚度。本文介绍了一种称为快速反演断层扫描 (FIT) 的超声波定量断层扫描方法，用于对板状结构进行腐蚀映射。FIT 包括离线训练和在线反演。离线训练阶段使用监督下降法（SDM），通过最小化固定初始模型和训练样例之间的波形失配函数，迭代生成一系列平均下降方向。misfit 函数的最小化等效于解决线性最小二乘问题。在在线反演阶段，我们以迭代方式使用学习到的下降方向重建测试示例的速度图。然后，我们使用特定导波模式的色散特性将速度图转换为厚度图。使用合成数据集评估该技术的性能，其中包括在铝板上具有不同腐蚀深度和形状的训练和测试示例。我们还比较了 FIT 和时/频域全波形反演的重建精度和计算效率。结果表明 FIT 在定量腐蚀成像问题上表现出很好的性能。使用合成数据集评估该技术的性能，其中包括在铝板上具有不同腐蚀深度和形状的训练和测试示例。我们还比较了 FIT 和时/频域全波形反演的重建精度和计算效率。结果表明 FIT 在定量腐蚀成像问题上表现出很好的性能。使用合成数据集评估该技术的性能，其中包括在铝板上具有不同腐蚀深度和形状的训练和测试示例。我们还比较了 FIT 和时/频域全波形反演的重建精度和计算效率。结果表明 FIT 在定量腐蚀成像问题上表现出很好的性能。