CN109507709A - 核脉冲信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核脉冲信号处理方法及装置，涉及信号处理技术领域。核脉冲信号处理方法应用于核辐射探测器，该方法包括：对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿；将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形；当进行梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号。本发明提供的核脉冲信号处理方法及装置能够消除核脉冲信号由于上升沿较宽导致前沿堆积而对能谱高能区背景的影响，避免在后续运算处理过程中由于误差而导致误差扩大的情形，确保测量结果的准确性。

Description

核脉冲信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体而言，涉及一种核脉冲信号处理方法及装置。

背景技术

在对核辐射探测器检测到的核脉冲信号进行运算处理的过程中，由于核脉冲信号的上升沿较宽而产生前沿堆积，因此在通过可编程门阵列(FPGA，Field－ProgrammableGate Array)进行运算处理时会由于前沿堆积在能谱的高能区抬高背景，从而产生有误差的数据，在后续的运算处理过程中由于对有误差的数据再计算会导致误差继续扩大，进而导致测量结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种核脉冲信号处理方法及装置，以改善上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种核脉冲信号处理方法，应用于核辐射探测器，所述方法包括：

对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿；

将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形；

当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

可选地，所述方法还包括：

验证所述反向RC变换是否成功；

所述将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形，包括：

当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

可选地，验证所述反向RC变换是否成功的验证公式为∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。

可选地，所述当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号，包括：

当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号宽度大于预设的信号宽度时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

可选地，所述方法还包括：

将未丢弃的梯形成形脉冲发送给用户终端，以便所述用户终端依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。

第二方面，本发明实施例提供了一种核脉冲信号处理装置，应用于核辐射探测器，所述核脉冲信号处理装置包括：

反向RC变换模块，用于对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿；

梯形成形模块，用于将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形；

判断模块，用于判断进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号是否存在前沿堆积；

丢弃模块，用于当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

可选地，脉冲信号处理装置还包括：

验证模块，用于验证所述反向RC变换是否成功；

所述梯形成形模块用于当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

可选地，验证所述反向RC变换是否成功的验证公式为∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。

可选地，所述丢弃模块用于当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号宽度大于预设的信号宽度时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

可选地，核脉冲信号处理装置还包括：

发送模块，用于将未丢弃的梯形成形脉冲发送给用户终端，以便所述用户终端依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。

对于现有技术，本发明提供的核脉冲信号处理方法及装置具有如下的有益效果：

本发明提供的核脉冲信号处理方法及装置可消除核脉冲信号由于上升沿较宽而导致产生前沿堆积，避免在后续运算处理过程中由于有误差的数据而对能谱高能区背景的影响，避免在后续运算处理过程中由于误差而导致误差扩大的情形，确保测量结果的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的应用环境示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的核脉冲信号处理方法的流程图。

图3为本发明较佳实施例提供的另一核脉冲信号处理方法的流程图。

图4本发明较佳实施例提供的核脉冲信号处理装置的功能模块示意图。

100-核辐射探测器；110-核脉冲信号处理装置；111-反向RC变换模块；112-梯形成形模块；113-判断模块；114-验证模块；115-丢弃模块；116-发送模块；200-用户终端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，是本发明较佳实施例提供的核脉冲信号处理方法及装置的应用环境示意图，核辐射探测器100式与用户终端200通信连接以进行数据交互。所述用户终端200可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等。

请参阅图2，是本发明较佳实施例提供的核脉冲信号处理方法的流程图，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿。

本发明实施例提供的方法应用于和辐射探测器，所述核辐射探测器100用于检测核脉冲信号并对检测到的核脉冲信号进行处理以消除核脉冲信号由于上升沿较宽而产生的前沿堆积。

具体的，由于检测到的核脉冲信号一般具有较宽的上升沿，因此辐射探测器在检测到核脉冲信号后，首先对检测到的每个核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿，所述反向RC变换为RC变换的逆过程。反向RC变换的运算公式为∑Y(n)+mY(n)＝∑X(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器100的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器100的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。

步骤S102，验证反向RC变换是否成功。

在进行反向RC变换后，辐射探测器验证该反向RC变换是否成功。验证所述反向RC变换是否成功的验证公式为∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器100的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器100的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。当∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)时，则说明第n个核脉冲信号反向RC变换成功，执行步骤S103。否则，该核脉冲信号反向RC变换不成功，此时丢弃该反向RC变换不成功的核脉冲信号。

步骤S103，当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

当反向RC变换成功后，核辐射探测器100将该反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形，使得该反向RC变换成功后的核脉冲信号转换为梯形状波形的信号。

步骤S104，判断进行梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号是否存在前沿堆积，如果是，执行步骤S105。

在进行核脉冲信号处理之前，用户可在核辐射探测器100上预先设定经反向RC变换后所输出的核脉冲信号的信号宽度。在将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形后，核辐射探测器100判断进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号(即梯形成形后的脉冲)宽度是否大于预设的信号宽度，如果大于预设的信号宽度，则说明进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号还存在上升沿，即进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积，执行步骤S104。

步骤S105，丢弃梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号。

如果进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号宽度大于预设的信号宽度，则说明进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号还存在上升沿，即进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积，此时核辐射探测器100丢弃该反向RC变换后的核脉冲信号。如此，在FPGA进行运算处理时消除了由于前沿堆积产生的误差数据，确保测量结果的准确性。

请参阅图3，是本发明较佳实施例提供的核脉冲信号处理方法的流程图，下面将对图3所示流程进行阐述。

步骤S201，对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿。

步骤S202，验证反向RC变换是否成功。

步骤S203，当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

步骤S204，判断进行梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号是否存在前沿堆积，如果是，执行步骤S205。

步骤S205，丢弃梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号。

步骤S206，将未丢弃的梯形成形脉冲发送给用户终端200，以便用户终端200依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。

本发明实施例中，未丢弃的梯形成形脉冲是指，反向RC变换后的核脉冲信号再进行梯形成形得到的成形脉冲，该成形脉冲由于不存在前沿堆积而未被丢弃。

请参阅图4，是本发明较佳实施例提供的应用于图1所示核辐射探测器100的核脉冲信号处理装置110的功能模块示意图。所述核脉冲信号处理装置110包括反向RC变换模块111、梯形成形模块112、判断模块113、验证模块114、丢弃模块115以及发送模块116。

所述反向RC变换模块111用于对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿。

可以理解的，所述反向RC变换模块111可以用于执行上述的步骤S101或步骤S201。

所述验证模块114用于验证反向RC变换是否成功。

可以理解的，所述验证模块114可以用于执行上述的步骤S102或步骤S202。

所述梯形成形模块112用于当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

可以理解的，所述梯形成形模块112可以用于执行上述的步骤S103或步骤S203。

所述判断模块113用于判断进行梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号是否存在前沿堆积。

可以理解的，所述判断模块113可以用于执行上述的步骤S104或步骤S204。

所述丢弃模块115用于丢弃梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号。

可以理解的，所述丢弃模块115可以用于执行上述的步骤S105或步骤S205。

所述发送模块116用于将未丢弃梯形成形脉冲发送给用户终端200，以便用户终端200依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。

可以理解的，所述发送模块116可以用于执行上述的步骤S206。

综上所述，本发明实施例提供的核脉冲信号处理方法及装置通过对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿，并当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形，然后当进行梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的反向RC变换后的核脉冲信号。如此，在FPGA对核脉冲信号进行运算处理时，能够消除核脉冲信号由于上升沿较宽导致前沿堆积而对能谱高能区背景的影响，避免在后续运算处理过程中由于误差而导致误差扩大的情形，确保测量结果的准确性。

本申请实施例六提供了一种非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的核脉冲信号处理方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种核脉冲信号处理方法，应用于核辐射探测器，其特征在于，包括：

对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿；

将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形；

当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的核脉冲信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

验证所述反向RC变换是否成功；

所述将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形，包括：

当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，验证所述反向RC变换是否成功的验证公式为∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号，包括：

当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号宽度大于预设的信号宽度时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将未丢弃的梯形成形脉冲发送给用户终端，以便所述用户终端依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。

6.一种核脉冲信号处理装置，应用于核辐射探测器，其特征在于，所述核脉冲信号处理装置包括：

反向RC变换模块，用于对检测到的核脉冲信号进行反向RC变换，以消除核脉冲信号的上升沿；

梯形成形模块，用于将反向RC变换后的核脉冲信号进行梯形成形；

判断模块，用于判断进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号是否存在前沿堆积；

丢弃模块，用于当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号存在前沿堆积时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

7.根据权利要求6所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，还包括：

验证模块，用于验证所述反向RC变换是否成功；

所述梯形成形模块用于当反向RC变换成功后，将反向RC变换成功后的核脉冲信号进行梯形成形。

8.根据权利要求7所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，验证所述反向RC变换是否成功的验证公式为∑X(n)＝∑Y(n)+mY(n)，其中，Y(n)为逆变换前的第n个核脉冲信号的脉冲函数，X(n)为逆变换后的第n个核脉冲信号的脉冲函数，m＝C×R，C为核辐射探测器的RC电路中电容的电容值，R为核辐射探测器的RC电路中电阻的电阻值，n为正整数。

9.根据权利要求6所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，所述丢弃模块用于当进行梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号的信号宽度大于预设的信号宽度时，丢弃梯形成形的所述反向RC变换后的核脉冲信号。

10.根据权利要求6所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，还包括：

发送模块，用于将未丢弃的梯形成形脉冲，以便所述用户终端依据未丢弃的梯形成形脉冲绘制谱线。