CN110061733A - 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片 - Google Patents

脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN110061733A
CN110061733A CN201910316370.9A CN201910316370A CN110061733A CN 110061733 A CN110061733 A CN 110061733A CN 201910316370 A CN201910316370 A CN 201910316370A CN 110061733 A CN110061733 A CN 110061733A
Authority
CN
China
Prior art keywords
counter
encoded radio
counting
comparator
processing unit
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.)
Granted
Application number
CN201910316370.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110061733B (zh
Inventor
奚道明
刘苇
陈瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Ruimeisi Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Suzhou Ruimaisi Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Ruimaisi Medical Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Ruimaisi Medical Technology Co Ltd
Priority to CN201910316370.9A priority Critical patent/CN110061733B/zh
Publication of CN110061733A publication Critical patent/CN110061733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110061733B publication Critical patent/CN110061733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00—Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/08—Output circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本申请的实施例公开了一种脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片。该计数方法可以包括以下步骤：N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号；所述编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到M个编码值；所述处理单元按照从所述编码器获得M个所述编码值的时间顺序依次确定M个所述编码值当中的目标编码值，并且根据所述目标编码值控制对应的计数器进行计数。通过本申请的实施例提供的技术方案可以实现脉冲堆叠事件的识别与恢复，并且提高脉冲信号的计数准确性。

Description

脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域，特别涉及一种脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片。
背景技术
本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
在高计数率的放射性射线粒子的探测中，探测器输出的相邻脉冲信号中经常会出现部分甚至全部重叠的现象，这种现象称为脉冲堆叠事件，如图1所示。脉冲堆叠事件使得多个脉冲信号的波形重叠，影响后续对每个脉冲信号的信息提取，将造成计数损失、能谱失真等一系列问题，这可能会恶化探测器的性能表现。因此，如何对出现脉冲堆叠事件的脉冲信号进行准确计数显得尤为重要。
现有技术中通常采用以下方法来实现对脉冲信号的计数：通过利用一个电压比较器将探测器输出的脉冲信号与预先设置的阈值电压进行比较并利用一个计数器记录单位时间内电压比较器输出的电平信号的边沿(上升沿或下降沿)跳变的次数，从而可以根据计数器输出的计数数据来确定出脉冲信号的数量。然而，针对出现脉冲堆叠事件的脉冲信号，针对不同的阈值电压所记录的脉冲信号的个数不尽相同。同时，由于相邻脉冲信号的时间间隔及幅度大小的随机性都较高，这导致无法准确地对脉冲信号进行计数，从而影响了后续成像质量。
发明内容
本申请的实施例的目的是提供一种脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片，以提高脉冲信号的计数准确性。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种脉冲信号的计数方法，该计数方法可以包括以下步骤：
S1：N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号；
S2：所述编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的M个编码值发送给处理单元；
S3：所述处理单元按照获得M个所述编码值的时间顺序依次确定M个所述编码值当中的目标编码值，并且根据所述目标编码值控制对应的计数器进行计数，其中，所述目标编码值大于或等于与其间隔预设时间的编码值，
其中，M和N均为大于1的正整数。
可选地，所述步骤S2包括：
所述编码器在第一个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第一编码值发送给所述处理单元；
所述编码器在第二个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第二编码值发送给所述处理单元；
以此类推，所述编码器在第M个所述时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第M编码值发送给所述处理单元。
可选地，所述步骤S2还包括：
所述编码器在第一个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第一编码值；
所述编码器在第二个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第二编码值；
以此类推，所述编码器在第M个所述时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第M编码值；
所述编码器将所得到的所述第一编码值至所述第M编码值一起发送给所述处理单元。
可选地，所述编码器对所述电平信号进行编码的步骤包括：
在每个所述时钟周期内，所述编码器按照与N个所述预设幅度阈值的大小对应的顺序对N个所述比较器发送的所述电平信号进行优先编码以得到对应的编码值；或者
在每个所述时钟周期内，所述编码器对N个所述比较器发送的所述电平信号分别进行编码，将所得到的N个编码值相加以得到对应的编码值。
可选地，所述步骤S3包括以下子步骤：
S31：所述处理单元按照预设确定方式来确定M个所述编码值当中的当前编码值是否为所述目标编码值；
S32：在确定出所述当前编码值为目标编码值时，所述处理单元根据所述目标编码值控制对应的所述计数器进行计数；
S33：将M个所述编码值当中的与所述当前编码值间隔预设时间的下一个编码值作为所述当前编码值，重复上述子步骤S31-S32，直到所述计数器完成对所获取的所有脉冲信号的计数。
当M为2时，所述子步骤S31包括
所述处理单元可以将当前编码值和上一个编码值进行对比，并且所述当前编码值和所述上一个编码值中的最大值确定为所述目标编码值。
可选地，当M大于2时，所述步骤S31包括：
所述处理单元按照以下公式(1)计算M个所述编码值当中的所述当前编码值的一阶导数：
Yi＝Xi+1-Xi (1)；
当Yi等于0时，所述处理单元分别按照以下公式(2)-(3)计算M个所述编码值当中的与所述当前编码值间隔预设时间的下一个编码值的一阶导数以及所述当前编码值的二阶导数：
Yi+1＝Xi+2-Xi+1 (2)
Zi＝Yi+1-Yi (3)
其中，Xi、Xi+1和Xi+2分别表示两两间隔预设时间的上一个编码值、当前编码值和下一个编码值，Yi和Yi+1分别表示与Xi和Xi+1对应的一阶导数，Zi表示与Xi对应的二阶导数，i为1～M-2之间的正整数，
当Zi小于0时，所述处理单元将Xi+1确定为所述目标编码值；
当Yi大于0且Yi+1小于0时，所述处理单元将Xi+1确定为所述目标编码值。
可选地，所述子步骤S32包括：
当将Xi+1确定为所述目标编码值时，若Xi+1为j，则所述处理单元控制与N个所述比较器分别对应的N个所述计数器中的第一计数器至第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的第j+1计数器至第N计数器保持当前计数状态，其中，所述第一计数器至所述第N计数器所对应的N个预设幅度阈值依次增大，j为1～N之间的正整数。
可选地，所述子步骤S32包括：
当将Xi+1确定为所述目标编码值时，若Xi+1为j，则所述处理单元控制N个所述计数器中的第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的N-1个计数器保持当前计数状态，其中，所述第j计数器所对应的预设幅度阈值与所述目标编码值对应。
可选地，所述预设计数方式包括在所述计数器的当前计数状态的基础上加上或减去预设数值。
可选地，在控制对应的所述计数器进行计数之前，所述步骤S3还包括：
所述处理单元对N个所述计数器进行重置以使其恢复至初始计数状态。
可选地，所述预设时间包括一个或多个时钟周期。
可选地，所述预设幅度阈值包括电压阈值、电流阈值或磁场强度阈值。
本申请的实施例还提供了一种脉冲信号的重建方法，该重建方法包括以下步骤：
利用上述脉冲信号的计数方法来对所获取的脉冲信号进行计数处理；
根据所获得的计数数据对所述脉冲信号进行重建处理。
本申请的实施例还提供了一种用于脉冲信号的计数的芯片，该芯片上集成有上述N个比较器、编码器、处理单元以及与N个所述比较器分别对应的N个计数器。
由以上本申请的实施例提供的技术方案可见，本申请的实施例通过利用N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号；编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的M个编码值发送给处理单元；处理单元按照获得M个编码值的时间顺序依次确定M个编码值当中的目标编码值，并且根据目标编码值控制对应的计数器进行计数，从而可以实现对脉冲信号进行准确计数的目的，进而可以提高后续的成像质量，并且可以实现根据脉冲信号的幅度大小的分类计数功能。而且，可以根据每个计数器输出的计数数据来准确地识别出脉冲信号是否产生脉冲堆叠事件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是出现脉冲堆叠事件的脉冲信号的波形图；
图2是本申请的实施例提供的一种脉冲信号的计数方法的流程图；
图3是待处理的脉冲信号的波形图；
图4是4个比较器针对图2中的脉冲信号所输出的逻辑信号；
图5是编码器在多个时钟周期内所输出的编码值；
图6是本申请的实施例提供的一种脉冲信号的重建方法的流程图；
图7是本申请的实施例提供的一种用于对脉冲信号进行计数的芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请的实施例中的附图，对本申请的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用于解释说明本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，并不希望限制本申请的范围或权利要求书。基于本申请中的实施例，本领域普通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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置在”另一个元件上，它可以直接设置在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“连接/耦合”至另一个元件，它可以是直接连接/耦合至另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“连接/耦合”可以包括电气和/或机械物理连接/耦合。本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或元件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或元件的存在或添加。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意的和所有的组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本申请。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
脉冲信号通常被认为由上升沿和下降沿构成，其上升沿和下降沿均包含了脉冲信号的时间信息，而整个脉冲信号的幅值变化包含了脉冲的能量信息。由于大多数脉冲堆叠事件中各个脉冲信号的上升沿和下降沿仍然完好存在，因此只需要完成脉冲信号的上升沿或下降沿的计数，即可判断脉冲信号是否出现脉冲堆叠事件，并且可以获得相应的时间信息和幅度信息。另一方面，由于脉冲信号的波形符合一定的变化规律，因此可以通过已经得到的脉冲信号的计数信息推算出剩余未采样部分的脉冲信号的信息。因此，本申请主要是对脉冲信号的上升沿或下降沿进行计数，从而来实现对脉冲堆叠事件的识别和恢复，并且针对出现脉堆叠事件的脉冲信号，可以提高脉冲信号的计数准确性。
下面结合附图对本申请的实施例提供的脉冲信号的计数方法及其装置进行详细说明。
如图2所示，本申请的实施例提供了一种脉冲信号的计数方法，该计数方法可以包括以下步骤：
S1：N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号，其中，N为大于1的正整数。
脉冲信号可以是探测器响应于探测到的中子射线、X射线、γ射线、β射线和/或α射线等放射性射线而产生的电信号，还可以是经过放大电路处理后的电信号。另外，该脉冲信号也可以是光信号、声音信号等。脉冲信号的幅度可以是电压或电流等电性值，也可以是磁场强度等磁性值。相应地，预设幅度阈值可以是电性阈值，例如，电压阈值或电流阈值，也还可以是其它阈值，例如，磁场强度等磁性阈值。预设幅度阈值可以是根据脉冲信号的特性(例如，控制电平、脉冲幅度)来设定的，也可以是根据预先统计的脉冲信号的幅度经验值来设定的。而且，N个比较器所对应的N个预设幅度阈值各不相同。相应地，比较器的类型与脉冲信号的幅度对应，其可以是电压比较器或电流比较器等，也还可以是其它类型的比较器。比较器的具体数量可以根据实际情况来选择，在此不进行限制。
在接收到探测器或放大电路输出的脉冲信号之后，与探测器或放大电路连接的N个(例如，4个)比较器可以分别将该脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并分别输出对应的电平信号。具体地，当比较出脉冲信号的幅度大于其预设幅度阈值时，该比较器可以产生边沿跳变，并可以输出有效电平信号，例如，1；当比较出脉冲信号的幅度小于其预设幅度阈值时，该比较器维持当前状态，并可以输出无效电平信号，例如，0。这里的有效电平信号可以是高电平或低电平，相应地，无效电平信号可以是低电平或高电平。
例如，针对图3中所示的脉冲信号，4个比较器(例如，第一比较器至第四比较器)可以输出如图4中所示的电平信号。
S2：编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的M个编码值发送给处理单元，其中，M为大于1的正整数。
每次在接收到每个比较器发送的电平信号之后，编码器都可以按照预设编码方式对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的编码值发送给处理单元，其中，该编码值可以对应于电平信号为有效电平信号的情况。具体地：
在本申请的一个实施例中，编码器可以在第一个时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第一编码值发送给处理单元；然后，编码器可以在第二个时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第二编码值发送给处理单元；以此类推，其可以在第M个时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第M编码值发送给处理单元。
在本申请的另一个实施例中，编码器可以在第一个时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码以得到第一编码值；然后，编码器可以在第二个时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码以得到第二编码值；以此类推，其可以在第M个所述时钟周期内对N个比较器发送的电平信号进行编码以得到第M编码值；最后，编码器可以将所得到的第一编码值至第M编码值一起发送给处理单元。
需要说明的是，针对编码器将第一编码值至第M编码值一起发送给处理单元的情况，对于处理单元而言，其接收这M个编码值依然可以存在时间先后顺序。
另外，在每个时钟周期内，编码器都可以按照以下预设编码方式对比较器发送的电平信号进行编码：
编码器可以按照与N个预设幅度阈值的大小对应的顺序(即，设置有最大预设幅度阈值的比较器具有最高优先级)对N个比较器发送的电平信号进行优先编码，以得到一个对应的编码值，该编码值可以是第一编码值至第M编码值中的每一个。例如，针对第一比较器至第N比较器所对应的预设幅度阈值依次增大的情况，当编码器接收到第N比较器输出的有效电平信号时，该编码器可以输出最大编码值，即N；当编码器接收到第N比较器输出的无效电平信号和第N-1比较器输出的有效电平信号时，该编码器可以输出编码值N-1；当该编码器接收到第N比较器至第三比较器输出的无效电平信号以及第二比较器输出的有效电平信号时，该编码器可以输出编码值2；当该编码器接收到第N比较器至第二比较器输出的无效电平信号以及第一比较器输出的有效电平信号时，该编码器可以输出编码值1；当该编码器接收到第N比较器至第一比较器输出的无效电平信号时，该编码器可以输出编码值0。例如，针对图4中所示的电平信号，编码器可以输出如图5所示的多个编码值。编码器每次在得到一个编码值之后，可以将该编码值即时发送给处理单元。
编码器还可以对N个比较器发送的电平信号都分别进行编码，然后将所得到的N个编码值相加以得到一个对应的编码值，该编码值可以是第一编码值至第M编码值中的每一个。例如，当编码器接收到比较器输出的有效电平信号时，该编码器可以将该比较器的有效电平信号编码为1，当编码器接收到比较器输出的无效电平信号时，该编码器可以将比较器的无效电平信号编码为0，然后可以将针对所有比较器的电平信号的编码值相加以得到最终的一个编码值。
第一个时钟周期至第M个时钟周期都可以具有预设固定长度，例如，5ns或2.5ns等。
S3：处理单元按照获得M个编码值的时间顺序依次确定M个编码值当中的目标编码值，并且根据目标编码值控制对应的计数器进行计数。
目标编码值可以是指M个编码值当中的间隔预设时间的每两个编码值当中的最大值，即，局部最大编码值，其可以大于或等于与其间隔预设时间的编码值。在M个编码值当中可以存在一个或多个目标编码值。这里的两个编码值间隔预设时间可以是指获得这两个编码值间隔了预设时间(例如，一个或多个时钟周期)。也就是说，这两个编码值分别在不同的时钟周期内获得的。当两个编码值仅间隔一个时钟周期时，可以认为在M个编码值当中这两个编码值是相邻的。当两个编码值间隔多个时钟周期时，可以认为在M个编码值当中这两个编码值是相间的。
该步骤S3具体可以包括以下子步骤：
S31：处理单元按照预设确定方式来确定M个编码值当中的当前编码值是否为目标编码值。
每次在获得编码器输出的编码值之后，处理单元都可以将该编码值作为当前编码值，并且可以按照以下预设确定方式来确定该当前编码值是否为目标编码值。
当编码值的数量等于2(即，M＝2)时，处理单元可以将当前编码值和上一个编码值进行对比，并且将这两个编码值中的最大值确定为目标编码值。
当编码值的数量大于2(即，M>2)时，处理单元可以按照以下公式(1)计算该当前编码值的一阶导数：
Yi＝Xi+1-Xi (1)
当Yi等于0时，可以分别按照以下公式(2)-(3)计算M个编码值当中的与当前编码值间隔预设时间的下一个编码值的一阶导数和该当前编码值的二阶导数：
Yi+1＝Xi+2-Xi+1 (2)
Zi＝Yi+1-Yi (3)
其中，Xi、Xi+1和Xi+2分别表示两两间隔预设时间的上一个编码值(即，第i编码值)、当前编码值(即，第i+1编码值)和下一个编码值(即，第i+2编码值)，优选地，它们为相邻的编码值，Yi和Yi+1分别表示与Xi和Xi+1对应的一阶导数，Zi表示与Xi对应的二阶导数，i为1～M-2之间的正整数，
当Zi小于0时，可以将Xi+1确定为目标编码值；当Zi大于或等于0时，则继续计算下一个编码值的一阶导数，直到确定出目标编码值为止。
当Yi大于0且Yi+1小于0时，可以将Xi+1确定为目标编码值；
当Yi小于0时，可以将与当前编码值间隔预设时间的下一个编码值作为当前编码值并按照上述公式(1)计算其一阶导数，直到所得到的一阶导数大于或等于0。
S32：在确定出该当前编码值为目标编码值时，处理单元根据目标编码值控制对应的所述计数器进行计数。
在确定出目标编码值之后，处理单元可以根据所确定的目标编码值来控制对应的计数器进行计数。具体地：
在一个实施例中，当将Xi+1确定为目标编码值时，若Xi+1为j，则处理单元可以控制与N个比较器分别对应的N个计数器中的第一计数器至第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的第j+1计数器至第N计数器保持当前计数状态(例如，初始计数状态(例如，0或其计数上限))，其中，第一计数器至第N计数器所对应的N个预设幅度阈值可以依次增大，并且j为1～N之间的正整数。该预设计数方式可以包括在计数器的当前计数状态的基础上加上或减去预设数值(例如，1)，也可以是其它计数方式，在此不作任何限制。
例如，若j为N，则第一计数器至第N计数器都可以在当前计数状态的基础上加一或减一；若j为N-1，则第一计数器至第N-1计数器都可以在当前计数状态的基础上加一或减一，第N计数器保持当前计数状态；若j为2，则第一计数器和第二计数器可以在当前计数状态的基础上加一或减一，其它计数器保持当前计数状态；若j为1，则第一计数器可以在当前计数状态的基础上加一或减一，其它计数器保持当前计数状态。
在这种计数方式中，每个计数器记录的是幅度小于其所对应的预设幅度阈值的脉冲信号的个数。
在另一个实施例中，当将Xi+1确定为目标编码值时，若Xi+1为j，则处理单元可以控制N个计数器中的第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的N-1个计数器保持当前计数状态，其中，该第j计数器所对应的预设幅度阈值与目标编码值对应。例如，针对第一计数器至第四计数器，若Xi+1为3，则第三计数器可以在当前计数状态的基础上加一或减一，第一计数器、第二计数器和第四计数器均保持当前计数状态。
在这种计数方式中，每个计数器记录的是幅度在对应的幅度阈值间隔内的脉冲信号的个数。例如，第四计数器记录的是幅度在其所对应的预设幅度阈值与第三计数器所对应的预设幅度阈值之间的脉冲信号的个数。该幅度阈值间隔可以是指相邻的两个预设幅度阈值之间的间隔。
需要说明的是，当当前计数状态为计数器的最高计数上限时，计数器只能进行减法计算等递减计数方式，最后可以根据递减的数值来确定计数器的计数。
S33：将M个编码值当中的与当前编码值间隔预设时间的下一个编码值作为当前编码值，重复上述子步骤S31-S32，直到计数器完成对所获取的所有脉冲信号的计数。
在根据当前编码值控制对应的计数器进行计数之后，可以将M个编码值当中的与当前编码值间隔预设时间的下一个编码值作为当前编码值，重复上述子步骤S31-S32，直到计数器完成对所获取的所有脉冲信号的计数。
根据每个计数器所输出的计数数据，可以确定每个预设幅度阈值或每个幅度阈值间隔所对应的上升沿或下降沿的个数，从而可以确定探测器所输出的脉冲信号的个数。若N个计数器的初始计数为0，则每个计数器所输出的计数数据便是对应的预设幅度阈值或对应的幅度阈值间隔所对应的脉冲信号的个数。若N个计数器的初始计数为其它数值，则可以通过将每个计数器所输出的计数数据减去对应的初始计数(对于递增计数方式)或者将每个计数器的初始计数减去其所输出的计数数据(对应于递减计数方式)来得到对应的预设幅度阈值或对应的幅度阈值间隔所对应的脉冲信号的个数。
另外，还可以根据不同的应用需求来选择不同预设幅度阈值所对应的计数数据。
在本申请的另一实施例中，在控制对应的计数器进行计数之前，步骤S3还可以包括以下子步骤：
S30：对所有的计数器进行重置以使其恢复至初始计数状态。
可以在接收到编码值之前或者在确定出目标编码之后且在开始控制计数器进行计数之前，处理单元可以对所有的计数器进行重置，以使所有的计数器恢复至初始计数状态。
通过以上描述可以看出，本申请的实施例提供的脉冲信号的计数方法通过利用N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号；编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的M个编码值发送给处理单元，处理单元按照获得M个编码值的时间顺序依次确定M个编码值当中的目标编码值，并且根据目标编码值控制对应的计数器进行计数，从而可以实现对脉冲信号进行准确计数的目的，还可以提高后续的成像质量，并且也还可以实现根据脉冲信号的幅度大小的分类计数功能。而且，可以根据每个计数器输出的计数数据来准确地识别出脉冲信号是否出现脉冲堆叠事件。
本申请的实施例还提供了一种脉冲信号的重建方法，如图6所示，其可以包括以下步骤：
步骤P1：利用上述脉冲信号的计数方法来对所获取的脉冲信号进行计数处理。
关于该步骤的描述可以参照上面实施例中描述的计数方法，在此不再赘叙。
步骤P2：根据所获得的计数数据对脉冲信号进行重建处理。
在对脉冲信号进行计数之后，可以从计数器获得计数数据，并且可以从所获得的计数数据中提取出脉冲信号的幅度信息和时间信息，然后可以根据所获得的脉冲信号的幅度信息和时间信息进行重建处理，从而可以获得脉冲信号的重建波形。
关于如何根据脉冲信号的幅度信息和时间信息进行重建处理的详细方法可以参照现有技术，在此不再赘叙。
通过本申请的实施例提供的脉冲信号的重建方法，可以实现对出现脉冲堆叠事件的脉冲信号的恢复。
本申请的实施例还提供了一种用于脉冲信号的计数的芯片，如图7所示，该芯片上可以集成有依次连接的N个比较器720、编码器730、处理单元740以及与N个比较器对应的N个计数器750。
关于这些器件和单元的详细描述，可以参照上面实施例中的比较器、编码器、处理单元和计数器的相关描述，在此不再赘叙。
上述实施例阐明的芯片、器件、单元等，具体可以由半导体芯片、计算机芯片和/或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元和器件分别描述。当然，在实施本申请时可以在同一个或多个芯片中实现各单元和器件的功能。
虽然本申请提供了如上述实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请的实施例提供的执行顺序。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
上述实施例是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和使用本申请而描述的。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本申请不限于上述实施例，本领域技术人员根据本申请的揭示，不脱离本申请范畴所做出的改进和修改都应该在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种脉冲信号的计数方法，其特征在于，该计数方法包括以下步骤：
S1：N个比较器分别将所获取的脉冲信号的幅度与对应的N个预设幅度阈值进行比较并向编码器发送指示比较结果的电平信号；
S2：所述编码器在M个时钟周期内按照预设编码方式对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的M个编码值发送给处理单元；
S3：所述处理单元按照获得M个所述编码值的时间顺序依次确定M个所述编码值当中的目标编码值，并且根据所述目标编码值控制对应的计数器进行计数，其中，所述目标编码值大于或等于与其间隔预设时间的编码值，
其中，M和N均为大于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的计数方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
所述编码器在第一个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第一编码值发送给所述处理单元；
所述编码器在第二个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第二编码值发送给所述处理单元；
以此类推，所述编码器在第M个所述时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码并将所得到的第M编码值发送给所述处理单元。
3.根据权利要求1所述的计数方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
所述编码器在第一个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第一编码值；
所述编码器在第二个时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第二编码值；
以此类推，所述编码器在第M个所述时钟周期内对N个所述比较器发送的电平信号进行编码以得到第M编码值；
所述编码器将所得到的所述第一编码值至所述第M编码值一起发送给所述处理单元。
4.根据权利要求2或3所述的计数方法，其特征在于，所述编码器对所述电平信号进行编码的步骤包括：
在每个所述时钟周期内，所述编码器按照与N个所述预设幅度阈值的大小对应的顺序对N个所述比较器发送的所述电平信号进行优先编码以得到对应的编码值；或者
在每个所述时钟周期内，所述编码器对N个所述比较器发送的所述电平信号分别进行编码，将所得到的N个编码值相加以得到对应的编码值。
5.根据权利要求1所述的计数方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：
S31：所述处理单元按照预设确定方式来确定M个所述编码值当中的当前编码值是否为所述目标编码值；
S32：在确定出所述当前编码值为目标编码值时，所述处理单元根据所述目标编码值控制对应的所述计数器进行计数；
S33：将M个所述编码值当中的与所述当前编码值间隔预设时间的下一个编码值作为所述当前编码值，重复上述子步骤S31-S32，直到所述计数器完成对所获取的所有脉冲信号的计数。
6.根据权利要求5所述的计数方法，其特征在于，当M为2时，所述子步骤S31包括所述处理单元将当前编码值和上一个编码值进行对比，并且所述当前编码值和所述上一个编码值中的最大值确定为所述目标编码值。
7.根据权利要求5所述的计数方法，其特征在于，当M大于2时，所述步骤S31包括：
所述处理单元按照以下公式(1)计算M个所述编码值当中的所述当前编码值的一阶导数：
Yi＝Xi+1-Xi (1)；
当Yi等于0时，所述处理单元分别按照以下公式(2)-(3)计算M个所述编码值当中的与所述当前编码值间隔预设时间的下一个编码值的一阶导数以及所述当前编码值的二阶导数：
Yi+1＝Xi+2-Xi+1 (2)
Zi＝Yi+1-Yi (3)
其中，Xi、Xi+1和Xi+2分别表示两两间隔预设时间的上一个编码值、当前编码值和下一个编码值，Yi和Yi+1分别表示与Xi和Xi+1对应的一阶导数，Zi表示与Xi对应的二阶导数，i为1～M-2之间的正整数，并且
当Zi小于0时，所述处理单元将Xi+1确定为所述目标编码值；
当Yi大于0且Yi+1小于0时，所述处理单元将Xi+1确定为所述目标编码值。
8.根据权利要求7所述的计数方法，其特征在于，所述子步骤S32包括：
当将Xi+1确定为所述目标编码值时，若Xi+1为j，则所述处理单元控制与N个所述比较器分别对应的N个所述计数器中的第一计数器至第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的第j+1计数器至第N计数器保持当前计数状态，其中，所述第一计数器至所述第N计数器所对应的N个预设幅度阈值依次增大，j为1～N之间的正整数。
9.根据权利要求7所述的计数方法，其特征在于，所述子步骤S32包括：
当将Xi+1确定为所述目标编码值时，若Xi+1为j，则所述处理单元控制N个所述计数器中的第j计数器按照预设计数方式进行计数，剩余的N-1个计数器保持当前计数状态，其中，所述第j计数器所对应的预设幅度阈值与所述目标编码值对应。
10.根据权利要求8或9所述的计数方法，其特征在于，所述预设计数方式包括在所述计数器的当前计数状态的基础上加上或减去预设数值。
11.根据权利要求5-9任一项所述的计数方法，其特征在于，在控制对应的所述计数器进行计数之前，所述步骤S3还包括：
所述处理单元对N个所述计数器进行重置以使其恢复至初始计数状态。
12.根据权利要求5-9任一项所述的计数方法，其特征在于，所述预设时间包括一个或多个时钟周期。
13.根据权利要求1所述的计数方法，其特征在于，所述预设幅度阈值包括电压阈值、电流阈值或磁场强度阈值。
14.一种脉冲信号的重建方法，其特征在于，该重建方法包括以下步骤：
利用权利要求1-13中任一项所述脉冲信号的计数方法来对所获取的脉冲信号进行计数处理；
根据所获得的计数数据对所述脉冲信号进行重建处理。
15.一种用于脉冲信号的计数的芯片，其特征在于，该芯片上集成有权利要求1-12任一项所述的N个比较器、编码器、处理单元以及与N个所述比较器分别对应的N个计数器。
CN201910316370.9A 2019-04-19 2019-04-19 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片 Active CN110061733B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910316370.9A CN110061733B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910316370.9A CN110061733B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110061733A true CN110061733A (zh) 2019-07-26
CN110061733B CN110061733B (zh) 2023-04-04

Family

ID=67319705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910316370.9A Active CN110061733B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110061733B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111404542A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 四川新先达测控技术有限公司 一种双指数核信号计数方法及装置
CN112152608A (zh) * 2020-08-21 2020-12-29 广东韶钢松山股份有限公司 一种plc脉冲信号计数方法、装置、计算机设备及存储介质
CN115345208A (zh) * 2022-10-19 2022-11-15 成都理工大学 基于顶帽变换的中子-伽马脉冲堆积甄别方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030091183A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-15 Integration Associates Inc. Method and apparatus for isolation in a data access arrangement using analog encoded pulse signaling
US20040086067A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-06 Yung Da Wang Clock timing recovery using arbitrary sampling frequency
CN104639123A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 苏州瑞派宁科技有限公司 闪烁脉冲越过阈值的时间点获取方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030091183A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-15 Integration Associates Inc. Method and apparatus for isolation in a data access arrangement using analog encoded pulse signaling
US20040086067A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-06 Yung Da Wang Clock timing recovery using arbitrary sampling frequency
CN104639123A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 苏州瑞派宁科技有限公司 闪烁脉冲越过阈值的时间点获取方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
奚道明: "数字闪烁探测器", 《中国博士学位论文全文数据库医药卫生科技辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111404542A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 四川新先达测控技术有限公司 一种双指数核信号计数方法及装置
CN112152608A (zh) * 2020-08-21 2020-12-29 广东韶钢松山股份有限公司 一种plc脉冲信号计数方法、装置、计算机设备及存储介质
CN115345208A (zh) * 2022-10-19 2022-11-15 成都理工大学 基于顶帽变换的中子-伽马脉冲堆积甄别方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110061733B (zh) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109936360A (zh) 脉冲计数装置及辐射探测系统
CN110061733A (zh) 脉冲信号的计数方法、重建方法及芯片
EP3070847B1 (en) Method and device for acquiring time point where glimmering pulse passes over threshold
CN102955167A (zh) 用于区分多能带辐射中的光子的能带的设备和方法
US20020009177A1 (en) Energy dispersive X-ray analyzer
CN104155678A (zh) 应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器
GB1392482A (en) Method and apparatus for checking metallic objects
CN110571925A (zh) 一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法
CN103499733B (zh) 一种高精度电压检测电路及方法
CN110412644A (zh) 光子计数方法和装置
WO2003017181A2 (en) Apparatus and method for reading magnetic stripes
CN108254064B (zh) 一种光纤振动传感检测方法及装置
CN104000581A (zh) 心电信号处理方法及装置
CN106483546A (zh) 信号处理装置及放射线测定装置
CN105653238B (zh) 一种计时方法及装置
CN106918731A (zh) 一种数字示波器及其信号频率测量方法
US5392347A (en) Ringing tone signal detecting circuit
CN107544005B (zh) 一种高压igbt局部放电电流时域参数的确定方法和装置
Boghrati et al. On gamma-ray spectrometry pulses real time digital shaping and processing
CN109211946A (zh) 校正X-ray探测器中的探测通道的方法
Chen et al. Digital beta counting and pulse-shape analysis for high-precision nuclear beta decay half-life measurements: Tested on Alm26
CN103323032A (zh) 带死区单元双滑动窗滤波的阶跃信号检测方法
JP3903112B2 (ja) 陽電子寿命測定方法及び装置
Lai et al. Design, Implementation, and Verification of a Data Acquisition System for the Prototypes of the Front-End Electronics of the PANDA Micro Vertex Detector
Ofodile et al. Modelling the recovery of pulse peak pileup for implementation in an FPGA for a nuclear spectroscopy system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 201-1, North building, No.17 building, No.8 Jinfeng Road, high tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Ruimeisi Technology Co.,Ltd.

Address before: 215163 building 17, No.8 Jinfeng Road, high tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: SUZHOU RUIMAISI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.