CN110347965A - 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。该方法包括将检测到的核脉冲信号的脉冲幅度进行叠加，得到第一中间变量；对每个核脉冲信号的脉冲幅度进行放大，得到对应的第二中间变量；将同一时刻的第一中间变量和第二中间变量进行求和，得到任一时刻的第三中间变量；对第三中间变量进行叠加，得到任一时刻对应的第四中间变量；对当前时刻的第四中间变量进行四路延时，并依据得到的第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到脉冲输出幅度。本发明提供的核脉冲信号处理方法及装置可避免梯形成形过程中由于浮点数取整导致的误差持续扩大，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，常常需要通过可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)将核脉冲信号进行梯形成形，由于FPGA不能够识别浮点数，因此现有技术中均采用将所有的浮点数取整并进行多次运算的方式，由于每次取整都会导致一定的误差，因此在运算过程中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，已改善上述问题。

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：

将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量；

对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量；

将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量；

对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量；

对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

可选地，所述对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量，包括：依次取当前时刻的后k个单位时刻、后k+a个单位时刻、后k+b个单位时刻以及后k+c个单位时刻分别所对应的第四中间变量，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

其中，k为0或正整数，a、b、c均为正整数，且c＝a+b。

可选地，所述依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算的运算公式为z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c，其中，z为当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度，z^k为所述第五中间变量，z^k+a为所述第六中间变量，z^k+b为所述第七中间变量，z^k+c为所述第八中间变量。

可选地，所述放大处理的运算公式为z_i1＝z_i×m，其中，z_i为第i个核脉冲信号的中间变量，z_i1为与第i个核脉冲信号对应的第二中间变量，m为与核辐射探测器关联的常数。

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：

叠加模块，用于将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量；

运算模块，用于对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量；

所述运算模块还用于将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量；

所述叠加模块还用于对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量；

延时模块，用于对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

所述运算模块还用于依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

可选地，所述对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量，包括：依次取当前时刻的后k个单位时刻、后k+a个单位时刻、后k+b个单位时刻以及后k+c个单位时刻分别所对应的第四中间变量，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

其中，k为0或正整数，a、b、c均为正整数，且c＝a+b。

可选地，所述依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算的运算公式为z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c，其中，z为当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度，z^k为所述第五中间变量，z^k+a为所述第六中间变量，z^k+b为所述第七中间变量，z^k+c为所述第八中间变量。

可选地，所述放大处理的运算公式为z_i1＝z_i×m，其中，z_i为第i个核脉冲信号的中间变量，z_i1为与第i个核脉冲信号对应的第二中间变量，m为与核辐射探测器关联的常数。

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在核脉冲信号梯形成形的过程中，避免由于对浮点数取整导致误差持续扩大的情形，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核脉冲信号处理方法的流程图。

图2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。

110-核脉冲信号处理装置；111-叠加模块；112-运算模块；113-延时模块。

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应用于核辐射探测器的核脉冲信号处理方法的流程图。下面将对图1所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量。

本发明实施例提供的方法应用于核辐射探测器，用于在对核脉冲信号梯形成形的过程中避免由于FPGA对浮点数取整使得误差持续扩大，进而导致测量不准确的情况。

具体的，首先核辐射探测器将检测到的所有核脉冲信号的中间变量(脉冲幅度)进行叠加，得到对应的第一中间变量。例如，假定核辐射探测器当前已经检测到3个核脉冲信号，则将检测到的3个核脉冲信号的中间变量进行叠加，而脉冲宽度不叠加。下一个时刻再检测到一个核脉冲信号，则将下一个时刻检测到的核脉冲信号与其之前所检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加。即在本发明实施例中，所述第一中间变量会随着检测到的核脉冲信号的个数增加而累积叠加。

步骤S102，对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量。

与此同时，核辐射探测器对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到每个核脉冲信号所对应的第二中间变量。该放大处理的运算公式为z_i1＝z_i×m，其中，z_i为第i个核脉冲信号的中间变量，z_i1为与第i个核脉冲信号对应的第二中间变量，m为与核辐射探测器关联的常数。

需要说明的时，步骤S101与步骤S102的顺序并不限定。

步骤S103，将同一时刻对应的第一中间变量和第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量。

得到所述第一中间变量和所述第二中间变量后，核辐射探测器将同一时刻所对应的第一中间变量和第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量。

步骤S104，对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量。

在得到任一时刻所对应的第三中间变量后，核辐射探测器再将所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四核中间变量。

步骤S105，对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量。

在对当前时刻所对应的核脉冲信号进行运算处理时，核辐射探测器对对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时处理。具体的，核辐射探测器依次取当前时刻的后k个单位时刻、后k+a个单位时刻、后k+b个单位时刻以及后k+c个单位时刻分别所对应的第四中间变量，得到(当前时刻的后k个单位时刻所对应的)第五中间变量、(当前时刻的后k+a个单位时刻所对应的)第六中间变量、(当前时刻的后k+b个单位时刻所对应的)第七中间变量和(当前时刻的后k+c个单位时刻所对应的)第八中间变量。其中，k为0或正整数，a、b、c均为正整数，且c＝a+b。

本发明实施例中，单位时刻可以是指1个核脉冲信号的脉冲宽度或多个核脉冲信号的脉冲宽度，本实施例中不做具体限定。

步骤S106，依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量后，核辐射探测器依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。该脉冲输出幅度即为该当前时刻梯形成形的核脉冲信号的中间变量。

具体的，依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算的运算公式为z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c，其中，z为当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度，z^k为所述第五中间变量，z^k+a为所述第六中间变量，z^k+b为所述第七中间变量，z^k+c为所述第八中间变量。

应当理解的是，本实施例中求和运算的运算公式z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c中的z^k、z^k+a、z^k+b、z^k+c作为中间变量，其在式中顺序可以根据具体需求进行调整。

需要说明的是，本步骤所述的当前时刻是指步骤S105中对第四中间变量进行四路延时所对应的时刻。

综上所述，本发明实施例提供的核脉冲信号处理方法通过将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量，并将对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量，然后将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量并对所有的第三中间变量进行叠加得到任一时刻所对应的第四中间变量，最后对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时并将四路延伸所得到的中间变量进行求和运算，得到当前时刻所对应的核脉冲信号的输出中间变量，即该当前时刻梯形成形的核脉冲信号的中间变量。如此，由于整个过程中不进行浮点数取整运算，因此不会导致运算过程中误差的扩大，确保测量结果的准确性。

请参阅图2，是本发明较佳实施例提供的应用于核辐射探测器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包括有叠加模块111、运算模块112以及延时模块113。

所述叠加模块111用于将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量。

可以理解的，所述叠加模块111可以用于执行上述的步骤S101。

所述运算模块112用于对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量。

可以理解的，所述运算模块112可以用于执行上述的步骤S102。

所述运算模块112还用于将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量。

可以理解的，所述运算模块112还可以用于执行上述的步骤S103。

所述叠加模块111还用于对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量。

可以理解的，所述叠加模块111还可以用于执行上述的步骤S104。

所述延时模块113用于对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量。

可以理解的，所述延时模块113可以用于执行上述的步骤S105。

所述运算模块112还用于依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

可以理解的，所述运算模块112还可以用于执行上述的步骤S106。

综上所述，本发明实施例提供的核脉冲信号处理装置110可通过将检测到的所有核脉冲信号的中间变量进行叠加，得到第一中间变量，并将对每个核脉冲信号的中间变量进行放大处理，得到对应的第二中间变量，然后将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量并对所有的第三中间变量进行叠加得到任一时刻所对应的第四中间变量，最后对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时并将四路延伸所得到的中间变量进行求和运算，得到当前时刻所对应的核脉冲信号的输出中间变量，即该当前时刻梯形成形的核脉冲信号的中间变量。如此，由于整个过程中不进行浮点数取整运算，因此不会导致运算过程中误差的扩大，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。

Claims (8)

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：

将检测到的所有核脉冲信号的脉冲幅度进行叠加，得到第一中间变量；

对每个核脉冲信号的脉冲幅度进行放大处理，得到对应的第二中间变量；

将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量；

对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量；

对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

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，所述对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量，包括：依次取当前时刻的后k个单位时刻、后k+a个单位时刻、后k+b个单位时刻以及后k+c个单位时刻分别所对应的第四中间变量，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

其中，k为0或正整数，a、b、c均为正整数，且c＝a+b。

3.根据权利要求1所述的核脉冲信号处理方法，其特征在于，所述依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算的运算公式为z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c，其中，z为当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度，z^k为所述第五中间变量，z^k+a为所述第六中间变量，z^k+b为所述第七中间变量，z^k+c为所述第八中间变量。

4.根据权利要求1所述的核脉冲信号处理方法，其特征在于，所述放大处理的运算公式为z_i1＝z_i×m，其中，zi为核脉冲信号的第i个采样点的中间变量，zi1为与核脉冲信号对应的第i个采样点的中间变量，m为与核辐射探测器关联的常数。

5.一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：

叠加模块，用于将检测到的所有核脉冲信号的脉冲幅度进行叠加，得到第一中间变量；

运算模块，用于对每个核脉冲信号的脉冲幅度进行放大处理，得到对应的第二中间变量；

所述运算模块还用于将同一时刻所对应的所述第一中间变量和所述第二中间变量进行求和，得到任一时刻所对应的第三中间变量；

所述叠加模块还用于对所有的第三中间变量进行叠加，得到任一时刻所对应的第四中间变量；

延时模块，用于对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

所述运算模块还用于依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算，得到所述当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度。

6.根据权利要求5所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，所述对当前时刻所对应的第四中间变量进行四路延时，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量，包括：依次取当前时刻的后k个单位时刻、后k+a个单位时刻、后k+b个单位时刻以及后k+c个单位时刻分别所对应的第四中间变量，得到第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量；

其中，k为0或正整数，a、b、c均为正整数，且c＝a+b。

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，所述依据第五中间变量、第六中间变量、第七中间变量和第八中间变量进行求和运算的运算公式为z＝z^k-z^k+a-z^k+b+z^k+c，其中，z为当前时刻所对应的核脉冲信号的脉冲输出幅度，z^k为所述第五中间变量，z^k+a为所述第六中间变量，z^k+b为所述第七中间变量，z^k+c为所述第八中间变量。

8.根据权利要求5所述的核脉冲信号处理装置，其特征在于，所述放大处理的运算公式为z_i1＝z_i×m，其中，zi为第i个核脉冲信号的中间变量，z_i1为与第i个核脉冲信号对应的第二中间变量，m为与核辐射探测器关联的常数。