[發(fā)明專利]一種閃爍脈沖信息復(fù)原的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310585902.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN104656119B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝慶國(guó);鄧貞宙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號(hào): G01T7/00
• 分類號(hào): G01T7/00;G01T1/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種閃爍脈沖信息復(fù)原的方法，其包括步驟：獲取低計(jì)數(shù)下的非堆積符合單事件的閃爍脈沖數(shù)據(jù)庫(kù)，再對(duì)各路單事件的閃爍脈沖數(shù)據(jù)庫(kù)建立閃爍脈沖的噪聲模型；根據(jù)閃爍脈沖的噪聲模型計(jì)算給定能量值的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)值；通過(guò)計(jì)算反復(fù)地調(diào)用第二步驟，獲得滿足最大后驗(yàn)概率條件的能量值。一種閃爍脈沖信息復(fù)原的系統(tǒng)，其包括漲落模型模塊、后驗(yàn)概率模塊及能量值搜索模塊。本發(fā)明閃爍脈沖信息復(fù)原的方法及系統(tǒng)，有效提高了系統(tǒng)能量計(jì)算精確度，特別適合于稀疏量化電平ADC數(shù)字式核儀器的能量計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理、光電信號(hào)處理和輻射探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種閃爍脈沖信息復(fù)原的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在正電子壽命譜儀、正電子角度-動(dòng)量關(guān)聯(lián)分析儀等核分析領(lǐng)域，雙符合高能粒子甄別器等核探測(cè)領(lǐng)域，以及正電子發(fā)射斷層成像（Positron Emission Tomography，以下簡(jiǎn)稱PET）等醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，探測(cè)高能粒子的主要工作原理是把高能射線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再利用快電子學(xué)得到粒子事件的各種信息。在一些帶有符合邏輯運(yùn)算和時(shí)間標(biāo)記的儀器應(yīng)用中，對(duì)閃爍脈沖進(jìn)行整形放慢會(huì)影響其時(shí)間性能，并增加事件脈沖發(fā)生堆積的概率，所以將閃爍脈沖直接進(jìn)行數(shù)字化更加能夠滿足這種需求。

較為完整的對(duì)閃爍脈沖進(jìn)行數(shù)字化是采用高帶寬高采樣率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter，以下簡(jiǎn)稱ADC）直接對(duì)閃爍脈沖進(jìn)行采樣和量化。這種數(shù)字化方法的成本較高，不能滿足多通道系統(tǒng)的實(shí)際需求。為了減少這種數(shù)字化方案的成本，有兩種精簡(jiǎn)模式，一種是采用降低采樣率的方式。由于采樣頻率較低，無(wú)整形的閃爍脈沖信號(hào)的高頻部分不但不能被采樣，反而會(huì)由于頻域的混疊，影響到奈奎斯特頻率附近的分量的精確度。為了緩解這種不足，會(huì)在閃爍脈沖輸出和數(shù)字化之間添加一個(gè)整形環(huán)節(jié)。這個(gè)整形環(huán)節(jié)把閃爍脈沖高于奈奎斯特頻率的分量進(jìn)行衰減而保存了閃爍脈沖的低頻分量，其作用是減少閃爍脈沖數(shù)字化在頻率的混疊，但由于奈奎斯特頻率本身的限制，超過(guò)該頻率的分量始終是不能被采樣到的。

除了在時(shí)間軸上對(duì)ADC進(jìn)行精簡(jiǎn)以外，還有一種方式是對(duì)ADC在電壓軸上進(jìn)行精簡(jiǎn)。在電壓軸上進(jìn)行精簡(jiǎn)的ADC可以利用開環(huán)設(shè)計(jì)提高有效帶寬，適合于高速信號(hào)處理。例如，若干個(gè)比較器/ADC單元的數(shù)字化方法，或者是開路時(shí)間交織的ADC都屬于這個(gè)范疇。這種ADC的特點(diǎn)是高采樣率高帶寬，但量化精度有限。由于閃爍脈沖具有比較鮮明的先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)利用這些知識(shí)可以顯著提高數(shù)字化后信號(hào)復(fù)原的精度和優(yōu)化量化電平的設(shè)置。

因此，針對(duì)上述稀疏量化電平ADC，有必要提供一種新的爍脈沖信息復(fù)原的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種閃爍脈沖信息復(fù)原的方法及系統(tǒng)，一方面，顯著提高數(shù)字化后信號(hào)復(fù)原的精度；另一方面，優(yōu)化量化電平的設(shè)置可以獲取更多的事件信息。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種閃爍脈沖信息復(fù)原的方法，其具體包括步驟：

S1：獲取低計(jì)數(shù)下的非堆積符合單事件的閃爍脈沖數(shù)據(jù)庫(kù)，再對(duì)各路單事件的閃爍脈沖數(shù)據(jù)庫(kù)建立閃爍脈沖的噪聲模型，對(duì)各路非堆積符合單事件的閃爍脈沖數(shù)據(jù)庫(kù)求平均脈沖，閃爍脈沖的形狀信息由平均脈沖給定；

S2：根據(jù)閃爍脈沖的噪聲模型計(jì)算給定能量值的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)值，具體包括步驟：

（2.1）載入一個(gè)閃爍脈沖片段S₀，該閃爍脈沖片段的起點(diǎn)是向上過(guò)閾值V_l的時(shí)間點(diǎn)t₀，終點(diǎn)是t₀+Δt，其中Δt是一個(gè)大于閃爍晶體下降沿時(shí)間常數(shù)兩倍的值，根據(jù)脈沖噪聲模型，計(jì)算給定能量值的似然函數(shù)；

（2.2）將所有時(shí)間點(diǎn)取對(duì)數(shù)，再相加，得到一個(gè)單調(diào)性與后驗(yàn)概率相同的函數(shù)的具體值；