[发明专利]一种事件能量信号的信息复原方法及系统

说明书

一种事件能量信号的信息复原方法，其包括步骤：对事件能量信号进行数字化，然后进行反相操作，以确保能量信号的前沿为上升沿，后沿为下降沿；找出所有单事件能量信号的对齐时间点，对单事件能量信号进行尾端对齐；求出对齐后的平均能量信号，计算平均能量信号包含的能量，并将其与信号的标准能量进行比较，计算平均能量信号的能量与标准能量之间的差值ΔE；修改单事件能量信号的标准点，求出平均能量信号，然后调用第三步骤，更新差值ΔE；反复调用第四步骤，找到差值ΔE最小时的对齐时间点以及对应的平均能量信号，完成能量信号的信息复原。本发明提供的事件能量信号的信息复原方法及系统，可以提高事件能量信号数字化后信息复原的精度，减少量化误差。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，更具体地涉及一种事件能量信号的信息复原方法及系统。

背景技术

在正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,简称PET)等医学成像领域中，高能粒子的探测原理在于将高能伽马射线转换为电信号，然后用电子学处理的方法去复原高能伽马射线所在事件中的信息。这些信息在一定水平上能够反映研究对象体内各种器官的代谢水平和生化反应，影响成像质量。因此，为了得到更好的研究结果，一些带有符合逻辑运算和时间标记功能的仪器被研发出来，这些仪器会通过对高能信号进行整形来更好地复原其中包含的信息。所谓高能信号是一种能量信号，能量信号是以能量的形式来展示波形，即每条信号所包含的能量都可以通过在时间轴上对其波形幅值进行积分来得到。研究发现，高能信号经整形信号堆积的概率被提升，堆积信号的数量大大增加，使信号的时间性能被降低。为了克服高能信号整形的弊端，可以直接对信号进行数字化。

现有的对信号进行数字化是通过采用高带宽和高采样率的模数转换器(Analogto Digital Converter,简称ADC)对事件能量信号进行直接采样和量化来实现。但在实际数字化过程中，带宽和采样率的高需求会使数字化成本偏高，不适用于多通道系统。为了降低该方法的成本，存在两种ADC简化模式：一是降低采样率。当采样率较低时，事件能量信号的高频部分不能被采样得到，同时极易发生频谱混叠现象，使奈奎斯特采样率周围的信号波形失真。为了缓解这种失真现象，可以在事件能量信号的输出与其数字化之间加入一个整形模块，该整形模块可以把能量信号中大于奈奎斯特采样频率的分量进行衰减以降低频谱现象发生的概率，然而由于奈奎斯特采样率本身具有限制，高于该频率的信号分量仍然无法通过采样得到。

另一种ADC简化模式是降低带宽。ADC中被降低的带宽可以通过开环设计进行弥补，适于处理高速信号。这种ADC仍具有高采样率和高带宽的特点，但其量化精度有限。事实上，由于不同的能量信号都各自具有鲜明的先验知识，利用这些知识可以显著提高能量信号复原的精度。

因此，针对上述高带宽和高采样率的ADC，有必要提供一种新的事件能量信号的信息复原方法及系统，以解决现有技术中信号复原后精度较低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种事件能量信号的信息复原方法及系统，以提高事件能量信号数字化后信息复原的精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种事件能量信号的信息复原方法，其具体包括步骤：

步骤S1：对事件能量信号进行数字化，然后进行反相操作，以确保能量信号的前沿为上升沿，后沿为下降沿；

步骤S2：找出所有单事件能量信号的对齐时间点，对单事件能量信号进行尾端对齐；

步骤S3：求出对齐后的平均能量信号，计算平均能量信号包含的能量，并将其与信号的标准能量进行比较，计算平均能量信号的能量与标准能量之间的差值ΔE；

步骤S4：修改单事件能量信号的标准点，求出平均能量信号，然后调用步骤S3，更新差值ΔE；