CN106501293A - 一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 - Google Patents
一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106501293A CN106501293A CN201610867528.8A CN201610867528A CN106501293A CN 106501293 A CN106501293 A CN 106501293A CN 201610867528 A CN201610867528 A CN 201610867528A CN 106501293 A CN106501293 A CN 106501293A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spectral line
- background
- wavelet
- power spectrum
- wavelet transform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明适用于能量数据的处理技术改进领域，提供了一种基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法,所述方法包括以下步骤：A、将原谱线通过小波变换法将谱线分解为不同频率范围内的信号分量特性；B、对小波变换后的谱线进行削峰处理从而获得最终的背景谱线。在背景扣除后不为造成原谱图发生峰位偏移。对原谱图的峰面积影响较小。获得的背景谱线更接近实际的背景谱线。计算量较小，迭代次数少，能较快的获得较好的计算结果。
Description
技术领域
本发明属于能量数据的处理技术改进领域，尤其涉及一种基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法。
背景技术
能量色散X射线荧光光谱仪测的的谱图是由连续背景、特征X射线谱及其逃逸峰、和峰及脉冲堆积组成。而使用基本参数法对谱图进行分析时要求获得测得谱的峰位和净强度，并以此为基础进行定量分析。在实际的测量过程中，设备在空气介质中测量试样，此时空气中的氩气的特征X射线谱，X射线管所产生的连续谱和特征的散射线均构成背景或干扰谱线。因此在使用能量色散X射线荧光光谱法测量时，为了获得谱峰和谱峰面积的净强度，X射线荧光能谱的背景扣除就是十分重要。
剥峰法为能量色散X射线荧光光谱背景扣除方法中目前应用非常广泛的一种方法。这种方法是基于谱中变化迅速的特征，通过比较某一道址信息和它附件道址信息的一种方法，其显著特点是没有精确的数据模型，避免了采用不同数据模型带了的误差。具体的运算方法为：通过比较某道址计数值 和两个临近的道址的平均值 的大小， ， 如果 大于，道址i的计数值 替换为平均值 ，在所有道址上依次计算一遍，峰位置的峰值降低，谱其他位置保持不变，通过多次循环剥离后，剥离收敛并得到一个较为光滑的背景，该背景即为能谱的背景。
剥峰法对背景的扣除可以较好的保持原来峰的位置，但是在剥峰过程中对原来谱线峰值面积有一定影响，该过程会导致峰面积发生小幅的变化。同时因为剥峰法的核心是通过比较 和两个相邻道址的平均值 的大小进行处理的，因此使用剥峰法进行背景扣除的结果很大程度上依赖于原始谱线的形状。而使用小波分析的方法能更好的获得与实际背景更接近的背景信号，小波方法是基于小波多分辨率分析的思想，该方法将分析信号分解为不同频率范围内的信号分量，与更好的与能量色散X射线荧光谱线的复杂频率相适应。
在剥峰过程中对原来谱线峰值面积有一定影响，该过程会导致峰面积发生小幅的变化。因为剥峰法的核心是通过比较 和两个相邻道址的平均值 的大小进行处理的，因此使用剥峰法进行背景扣除的结果很大程度上依赖于原始谱线的形状。在剥峰过程中需要经过循环多次剥峰，要获得比较好的背景对于某些谱线需要进行上万次的迭代处理，运算量大、运算时间长，收敛速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法，旨在解决的问题。
本发明是这样实现的，一种基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法，所述方法包括以下步骤：
A、将原谱线通过小波变换法将谱线分解为不同频率范围内的的信号分量特性；
B、对小波变换后的谱线进行削峰处理从而获得最终的背景谱线。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤B中包括以下步骤：
a、假设变换后的能谱表示为函数 ，对该谱线进行小波分解;
b、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线；
c、逐个比较和的行进行小波分解；
d、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线;
e、然后逐个比较和的值并判断是否相等，从而获得新的谱线；
f、对谱线重复如上操作过程3到5次，获得一个经过削峰的谱线；
g、对谱线进行较高尺度的小波分解，并对较高尺度的低频部分进行重构；
h、对重构后的谱线通过的变换获得最终的背景谱线。
本发明的有益效果是：在背景扣除后不为造成原谱图发生峰位偏移。对原谱图的峰面积影响较小。获得的背景谱线更接近实际的背景谱线。计算量较小，迭代次数少，能较快的获得较好的计算结果。
附图说明
图1是本发明提供的基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法流程图。
具体实施方式
图1示出了本发明提供的基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法，所述方法包括以下步骤：
A、将原谱线通过小波变换法将谱线分解为不同频率范围内的的信号分量特性；
B、对小波变换后的谱线进行削峰处理从而获得最终的背景谱线。
所述步骤B中包括以下步骤：
a、假设变换后的能谱表示为函数 ，对该谱线进行小波分解;
b、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线；
c、逐个比较和的行进行小波分解；
d、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线;
e、然后逐个比较和的值并判断是否相等，从而获得新的谱线；
f、对谱线重复如上操作过程3到5次，获得一个经过削峰的谱线；
g、对谱线进行较高尺度的小波分解，并对较高尺度的低频部分进行重构；
h、对重构后的谱线通过的变换获得最终的背景谱线。
能量色散X射线荧光光谱可以看作是自变量为光子能量和计算值的函数，对于该谱线可以通过小波变化将该谱线分解成高频细节部分和低频近似部分，在谱线中频率较低部分对应于背景，而频率较高部分对应于荧光谱线。因此对谱线进行背景分离，可以通过小波变换将谱线分解为不同频率范围内的信号分量特性，该特性和X荧光谱线的不同成分的频率特征是相适应的。对X射线荧光谱线进行多分辨率分析实际上就是一个对谱峰不断剥离的过程，当分解到一定尺度水平上时，就只剩下一些频率较低的信号分量，该分量就可以认为是X射线荧光光谱的背景。
能量色散X射线荧光光谱可以看作是自变量为光子能量和计算值的函数，对于该谱线可以通过小波变化将该谱线分解成高频细节部分和低频近似部分，在谱线中频率较低部分对应于背景，而频率较高部分对应于荧光谱线。因此对谱线进行背景分离，可以通过小波变换将谱线分解为不同频率范围内的信号分量特性，该特性和X荧光谱线的不同成分的频率特征是相适应的。对X射线荧光谱线进行多分辨率分析实际上就是一个对谱峰不断剥离的过程，当分解到一定尺度水平上时，就只剩下一些频率较低的信号分量，该分量就可以认为是X射线荧光光谱的背景。
为了更有效的加速谱峰的剥离，本方法先将原谱线通过 ，进行变换，让后对变换后的谱线进行削峰，削峰过程如下：假设变换后的能谱表示为函数 ，对该谱线进行小波分解，然后在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线 ，然后逐个比较和的值，从而获得新的谱线，对该谱线重复如上操作过程3到5次，即可获得一个经过削峰的谱线。然后对该谱线进行较高尺度的小波分解，并对较高尺度的低频部分进行重构，重构完成后对重构后的谱线通过的变换，获得最终的背景谱线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于小波变换法扣除X射线荧光能谱背景的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、将原谱线通过小波变换法将谱线分解为不同频率范围内的的信号分量特性；
B、对小波变换后的谱线进行削峰处理从而获得最终的背景谱线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中包括以下步骤：
a、假设变换后的能谱表示为函数 ，对该谱线进行小波分解;
b、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线；
c、逐个比较和的行进行小波分解；
d、在较高尺度上对低频部分进行重构，获得新的谱线;
e、然后逐个比较和的值并判断是否相等，从而获得新的谱线；
f、对谱线重复如上操作过程3到5次，获得一个经过削峰的谱线；
g、对谱线进行较高尺度的小波分解，并对较高尺度的低频部分进行重构；
h、对重构后的谱线通过的变换获得最终的背景谱线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610867528.8A CN106501293A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610867528.8A CN106501293A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106501293A true CN106501293A (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=58291093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610867528.8A Pending CN106501293A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106501293A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112748140A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-04 | 电子科技大学 | 一种基于迭代离散小波背景扣除的痕量元素xrf测定方法 |
| CN114624271A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-14 | 电子科技大学 | 一种基于变分模态分解的x射线荧光光谱本底扣除方法 |
| CN116472452A (zh) * | 2020-10-30 | 2023-07-21 | 株式会社理学 | 荧光x射线分析装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103983617A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-13 | 华中科技大学 | 一种基于小波变换改进激光探针定量分析的方法 |
| CN104749603A (zh) * | 2015-03-14 | 2015-07-01 | 华北电力大学（保定） | 一种适用于复杂辐射背景下的核辐射检测方法 |
| CN105758882A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 章炜 | 一种滑油金属x射线荧光探测与光谱预处理方法 |
-
2016
- 2016-09-30 CN CN201610867528.8A patent/CN106501293A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103983617A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-13 | 华中科技大学 | 一种基于小波变换改进激光探针定量分析的方法 |
| CN104749603A (zh) * | 2015-03-14 | 2015-07-01 | 华北电力大学（保定） | 一种适用于复杂辐射背景下的核辐射检测方法 |
| CN105758882A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 章炜 | 一种滑油金属x射线荧光探测与光谱预处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张林艳 等: "能量色散X射线荧光光谱背景扣除方法的探讨", 《分析实验室》 * |
| 方勇 等: "一种新的X射线能谱背景扣除方法", 《分析测试学报》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116472452A (zh) * | 2020-10-30 | 2023-07-21 | 株式会社理学 | 荧光x射线分析装置 |
| CN116472452B (zh) * | 2020-10-30 | 2023-11-17 | 株式会社理学 | 荧光x射线分析装置 |
| CN112748140A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-04 | 电子科技大学 | 一种基于迭代离散小波背景扣除的痕量元素xrf测定方法 |
| CN112748140B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-05-03 | 电子科技大学 | 一种基于迭代离散小波背景扣除的痕量元素xrf测定方法 |
| CN114624271A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-14 | 电子科技大学 | 一种基于变分模态分解的x射线荧光光谱本底扣除方法 |
| CN114624271B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-08-25 | 电子科技大学 | 一种基于变分模态分解的x射线荧光光谱本底扣除方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dyar et al. | Comparison of baseline removal methods for laser-induced breakdown spectroscopy of geological samples | |
| CN104024844B (zh) | 用于确定离子的迁移率的方法和装置 | |
| CN106483550B (zh) | 一种模拟能谱曲线仿真方法 | |
| CN106501293A (zh) | 一种基于小波变换法扣除x射线荧光能谱背景的方法 | |
| CN103076308B (zh) | 激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法 | |
| Regadío et al. | Implementation of a real-time adaptive digital shaping for nuclear spectroscopy | |
| CN104931518A (zh) | 一种用于x射线荧光光谱本底扣除的方法 | |
| CN104251839A (zh) | 南疆红枣建模用南疆红枣样品成分的光谱分离检测方法 | |
| CN105158200A (zh) | 一种提高近红外光谱定性分析准确度的建模方法 | |
| CN104345049B (zh) | 激光诱导击穿光谱的小波阈值降噪的阈值校正方法 | |
| Duan et al. | A novel denoising method for laser-induced breakdown spectroscopy: Improved wavelet dual threshold function method and its application to quantitative modeling of Cu and Zn in Chinese animal manure composts | |
| CN104714088B (zh) | 一种频谱仪及频谱测量方法 | |
| CN104897709A (zh) | 一种基于x-射线荧光分析的农产品元素定量检测模型构建方法 | |
| CN107315046A (zh) | 一种icp‑ms信号处理方法 | |
| Uzonyi et al. | PIXEKLM-TPI–a software package for quantitative elemental imaging with nuclear microprobe | |
| CN104268896A (zh) | 基于光谱抽样直方图的超光谱降维匹配方法及系统 | |
| CN106649201A (zh) | 一种基于指数信号的范德蒙分解的数据补全方法 | |
| CN112801936B (zh) | 一种x射线荧光光谱自适应本底扣除方法 | |
| CN111008356B (zh) | 一种基于WTSVD算法扣除背景的γ能谱集分析方法 | |
| CN110455907B (zh) | 基于飞行时间质量分析器的串联质谱数据分析方法 | |
| CN117836616A (zh) | X射线分析装置及峰值预测程序 | |
| CN106405341A (zh) | 一种还原局部放电超高频信号的方法 | |
| El_Tokhy | Rapid and robust radioisotopes identification algorithms of X-Ray and gamma spectra | |
| Wang et al. | Study on pretreatment algorithm of near infrared spectroscopy | |
| CN106127154A (zh) | 从白噪声中提取局部放电射频信号的小波包去噪方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170315 |