[发明专利]基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法

说明书

本发明公开了一种能够确保寻峰的准确性、提高寻峰的有效性的基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法。该基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法首先通过蒙特卡罗模拟探测器对射线能谱的响应，得到不同能量射线的响应能谱，建立响应矩阵H；探测器测量获得能谱向量y；然后在采用Gold反卷积迭代进行计算，将Gold反卷积迭代后得到的能谱采用一阶导数寻峰法进行寻峰。采用该基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法能够提高射线能谱的能量分辨率，减弱其不对称的严重程度，保证寻峰的准确性。

技术领域

本发明涉及核辐射能谱测量及分析，尤其是一种基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法。

背景技术

众所周知的：核辐射探测中常常利用射线能谱测量方法对放射性进行定性和定量分析，对射线能谱数据的处理和分析是定性和定量分析的依据。射线能谱数据的分析包括：能谱数据光滑、寻峰、峰形拟合等，其中，寻峰是峰形拟合的基础，同时也是能谱自动解析和核素识别的基础。常用的寻峰方法有：导数法、对称零面积法、协方差法等。导数法的基本思想是，峰所在位置是极大值，则该处的一阶、二阶、三阶导数具有相应的特征，通过导数的特征可以识别峰位；对称零面积法的基本思想是由一个面积为零的窗函数与谱数据进行褶积变换，变换结果不为零的地方存在峰；协方差法的基本思想是用一个峰形函数与谱数据逐段进行拟合，拟合结果若峰值比较高则说明是峰，拟合的峰值越大越能确定是峰。

这些方法对于能量分辨率高的能谱(比如HPGe-γ能谱)的寻峰具有较好的效果，但对于能量分辨率低、重合性大的能谱(如NaI-γ能谱、LaBr3-γ能谱、PIPS-α能谱等)则寻峰效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够确保寻峰的准确性、提高寻峰的有效性的基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于反卷积迭代射线能谱分辨率增强的寻峰方法，包括以下步骤：

S1、探测器测量放射性物质获得能谱；建立响应矩阵；

假设输入射线信号函数为f(x)，探测器响应函数为h(x)，输出能谱信号函数为y(x)，则输出能谱是输入信号与探测器响应函数的卷积，由于能谱为离散系统，则：

再将上式变换为矩阵形式：

y＝Hf， (2)

其中H为响应矩阵，2N-1×N大小，y的长度为2N-1，即所获得的射线能谱数据，f的长度为N；展开后矩阵形式如下式所示：

将(3)式做如下变换：

H^Ty＝H^THf. (4)

因此：

令：A＝H^TH，则A为托普利兹(Toeplitz)矩阵；采用Gold迭代算法，其迭代形式如下：

其中：

A＝H^TH，y′＝H^Ty；

S2、计算A＝H^TH，y′＝H^Ty；

S3、根据(6)式，在第n＝0时，设置初值向量f(0)＝[1，1，1，…，1]^T；

S4、设置所需要的最大迭代次数L；

S5、根据(6)式，迭代求解f^(L)；