一種核素能譜尋峰方法
2023-05-17 16:30:06
一種核素能譜尋峰方法
【專利摘要】本發明涉及核輻射探測【技術領域】，提供一種核素能譜尋峰方法，該方法根據能譜峰的整體特徵，採用數學形態學方法提取能譜峰，不易受到能譜中局部噪聲和畸變的影響。本發明方法能夠克服能譜中局部噪聲和畸變的影響，提高尋峰方法的穩定性。
【專利說明】一種核素能譜尋峰方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及核輻射探測【技術領域】，具體地說是一種核素能譜尋峰方法。
【背景技術】
[0002]在核素分析和識別過程中，最重要的問題是精準地從能譜中定位各個核素峰的峰位。只有尋找到各個能譜峰正確位置，才能對其進行進一步的分析和識別。能譜複雜度的不斷增長和統計漲落的影響，對能譜尋峰提出了更大的挑戰。
[0003]最常用的能譜尋峰方法是導數法尋峰，它將能譜數據看成一個連續的曲線，通過計算能譜一階、二階、三階導數的極值、過零點來定位能譜峰峰位和邊界。其中峰頂位於一階導數由正到負過零點，峰位位於二階導數的負局部極小值以及三階導數的由負到正過零點。由於求導數對局部數據的跳變較為敏感，因此如果能譜中的噪聲較大或者出現了局部的畸變，則一個能譜峰範圍內可能會被檢測多個一階導數過零點，使得導數法尋峰失效，從而導致漏峰或者一個峰被檢測成多個假峰。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服上述技術問題，而提供一種能譜尋峰方法，該方法根據能譜峰的整體特徵，採用數學形態學方法提取能譜峰，不易受到能譜中局部噪聲和畸變的影響。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術解決方案如下。
[0006]一種核素能譜尋峰方法，該方法包括以下步驟:
步驟1，對原始的能譜進行平滑，去除噪聲；
步驟2，對平滑後的能譜進行形態學白帽變換，將能譜分割為若干個零值和非零值區
域；
步驟3，統計各個非零值區域的長度，濾除長度小於設定的最小峰寬閾值的假峰；
步驟4，在各個非零值區域中，尋找能譜峰峰位和左右邊界；
步驟5，根據計算得到的峰位、峰高和左右邊界對能譜峰進行判定。
[0007]本發明中的尋峰方法考察的是能譜峰的整體形態學特徵，而不是局部的極值，因此能夠克服能譜中局部噪聲和畸變的影響，提高尋峰方法的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明中待處理的原始能譜數據。
[0009]圖2為本發明中經過能譜平滑後的能譜數據示意圖。
[0010]圖3為本發明中經過形態學白帽變換後的能譜數據示意圖。
[0011]圖4為本發明中濾除假峰後的能譜數據示意圖。
[0012]圖5為根據本發明實施例的能譜尋峰結果示意圖。【具體實施方式】
[0013]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0014]本發明提出的一種核素能譜尋峰方法具體包括以下步驟:
步驟1，對原始的能譜進行高斯平滑，抑制噪聲:
能譜平滑通過高斯濾波完成，濾波可表達為一個卷積過程，表達式為:
【權利要求】
1.一種核素能譜尋峰方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: 步驟1，對原始的能譜進行平滑，去除噪聲； 步驟2，對平滑後的能譜進行形態學白帽變換，將能譜分割為若干個零值和非零值區域； 步驟3，統計各個非零值區域的長度，濾除長度小於設定的最小峰寬閾值的假峰； 步驟4，在各個非零值區域中，尋找能譜峰峰位和左右邊界； 步驟5，根據計算得到的峰位、峰高和左右邊界對能譜峰進行判定。
2.根據權利要求1所述的核素能譜尋峰方法，其特徵在於，所述步驟I具體為: 能譜平滑通過高斯濾波完成，濾波表達為一個卷積過程，表達式為:
3.根據權利要求1所述的核素能譜尋峰方法，其特徵在於，所述步驟2具體為: 根據待檢測的能譜峰的特徵選擇合適的形態學結構元素對平滑後的能譜進行形態學白帽變換: 用形態學結構元素凡對能譜進行形態學白帽變換表達式如下:
4.根據權利要求1所述的核素能譜尋峰方法，其特徵在於，所述步驟3具體為:在經過白帽變換後的數據中，統計各個非零值區域的長度，如果該長度小於設定的最小峰寬閾值，則將該區域內所有的數據置為零值，以濾除假峰；所述最小峰寬閾值是指本尋峰方法所檢測到峰的最小寬度，小於該寬度的峰將被認為是假峰。
5.根據權利要求1所述的核素能譜尋峰方法，其特徵在於，所述步驟4具體為: 在各個非零值區域中，尋找該區域的最大值該值所在的位置為峰位4，以峰位4為起點向左尋找峰左邊界，即X=Zp, Xp-1, χρ-2, *..0,直到下列邊界搜索條件中的任意一個不滿足為止，
6.根據權利要求1所述的核素能譜尋峰方法，其特徵在於，所述步驟5具體為: 根據計算得到的峰位、峰高和左右邊界對能譜峰進行判定，判別式如下:
【文檔編號】G01T1/36GK103913765SQ201410109038
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】畢明德, 程翀, 代傳波, 廖武, 羅鵬, 王益元, 藺常勇, 陳祥磊 申請人:中國船舶重工集團公司第七一九研究所