EP3097641A1 - Procédé et système d'extraction dynamique d'impulsions dans un signal temporel bruité - Google Patents

Procédé et système d'extraction dynamique d'impulsions dans un signal temporel bruité

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Publication number
EP3097641A1
EP3097641A1 EP15702977.8A EP15702977A EP3097641A1 EP 3097641 A1 EP3097641 A1 EP 3097641A1 EP 15702977 A EP15702977 A EP 15702977A EP 3097641 A1 EP3097641 A1 EP 3097641A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
pulse
acquired
threshold
acquired signal
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.)
Withdrawn
Application number
EP15702977.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yoann MOLINE
Gwénolé CORRE
Thomas PEYRET
Mathieu Thevenin
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.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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 Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication of EP3097641A1 publication Critical patent/EP3097641A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/04—Measuring peak values or amplitude or envelope of ac or of pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01—Shaping pulses
    • H03K5/08—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/153—Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
    • H03K5/1532—Peak detectors

Definitions

  • the field of the invention is that of the detection and extraction of pulses in a noisy temporal signal having a set of pulses of different amplitude and duration.
  • the invention finds particular application in the field of nuclear instrumentation (in particular gamma and X spectrometry, neutron-gamma discrimination or neutron counting), in the field of the analysis of medical signals (electrocardiograms, electroencephalograms). ), or in the field of radar detection.
  • the density of the pulses received is variable, ranging from a few shots per second to several thousand shots per second.
  • Real-time pulse processing is then difficult to perform.
  • several reception channels can acquire pulses. It is then often necessary to compare the impulses from these channels, in particular to determine precisely the duration that separates them.
  • the calculation capacities required, as well as the nature of the treatments to be performed, can then vary considerably depending on the case.
  • the first step concerns the formatting (s) of the signal.
  • the objective is to overcome as much as possible the evolution of the signal, its baseline and the electronic noise over time to facilitate the setting up of one or more thresholds of detection fixed and parameterized before measurement by the user according to the characteristics of the signal itself.
  • This first step is dependent on the detector, the preamplifier as well as the signals to be processed and forces the total deformation (noise filter, anti-stacking) or partial (restoration of the baseline) of the signal.
  • the pulses representative of the information to be extracted cross the detection threshold, the processes execute to extract the desired information (maximum amplitude, counting).
  • This approach therefore requires the user to know in advance all or part of the information he wishes to extract. For example, if the user seeks to detect a source characterizable by its high energies, he can afford to set the threshold high enough. But this is not possible in applications where we do not know the source or sources to be characterized, so that the threshold must always be close to noise to be able to detect all energies. On the other hand, the user must be careful to detect noise as much as possible, which makes it necessary, by ignoring the evolution of the noise, to set a sufficiently high detection threshold. As a result, some of the low energy information may be lost (the threshold is too high) while another part of the information may be inaccurate (the threshold being too close to the noise).
  • the second step concerns the windowing of the information (s) to be processed as part of an observation on the form (neutron-gamma discrimination) or of a calculation of energy (area, duration over a threshold).
  • the traditional approach to observe or save one or more pulses is to use the method presented in the previous paragraph, that is to say the use of a shaping step and the setting of one or more fixed detection thresholds.
  • the backup and / or the processing of the pulse ends.
  • This approach also does not take into account the evolution of the signal, its baseline and noise over time.
  • the windowing of the pulse ends randomly: either the window of the pulse is too short because the noise present is detected by the threshold, or the evolution of the baseline causes the signal to drop below the set threshold or vice versa, it will pass too early. As a result, some of the information may be lost or even false.
  • Another solution for isolating the pulses from the rest of the signal consists in using a temporal windowing, that is, instead of an end-of-pulse detection threshold, a window can be opened from the first detection of the pulse in order to cover the entire pulse.
  • This solution nevertheless forces the user to adjust this parameter manually, and thus to provide a window whose size is large enough to be able to record the largest impulses.
  • much unnecessary information is stored, decreasing the quality of the results.
  • several pulses, stacked or not, are in this window they are considered and treated as a single pulse, thus distorting the results.
  • the object of the invention is to overcome these disadvantages so as not to deteriorate the quality of the information relating to the pulses that can be extracted from a noisy temporal signal.
  • a method of processing a noisy temporal signal having a set of pulses of different amplitude and duration comprising a step of processing the signal acquired by a detector for detecting the pulses, said processing comprising the calculation of a derivative of the acquired signal and a comparison of the derivative of the acquired signal to a threshold for detecting a pulse when the derivative of the acquired signal is greater than the threshold, characterized in that the threshold is dynamically adapted to the noise level affecting the derivative of the acquired signal.
  • the calculation of the standard deviation of the noise affecting the derivative of the acquired signal comprises a smoothing of the signal acquired by a low-pass filter, the calculation of a signal differentiated by subtraction of the smoothed signal from the acquired signal, the derivation of the differentiated signal , and a calculation of the standard deviation of the derived differentiated signal;
  • the amplitude of the peak of the pulse is determined by comparing the amplitude of the peak of the pulse with the amplitude of the acquired acquired signal before the derivative of the acquired signal exceeds the threshold;
  • it comprises memorizing the signal acquired from the detection of the pulse to a predetermined multiple of said duration from the peak of the pulse; it comprises tracking the derivative of the acquired signal to detect a new stacking pulse when the derivative of the acquired signal exceeds the threshold, determining the location of the peak of the new pulse stack, identifying the duration separating the peak the new pulse of an amplitude of the acquired signal corresponding to a predetermined ratio of the amplitude of the peak of the new pulse in stack, and the memorization of the acquired signal up to a predetermined multiple of said duration since the peak of the new stacking pulse;
  • the invention also extends to a system configured for the implementation of this method, as well as to a computer program product comprising code instructions for the execution of this method.
  • FIGS. 1a and 1b represent a standard pulse whose decay approximation can be done by a decreasing exponential and an example of an impulse stack, respectively;
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a system for processing a noisy temporal signal to extract pulses according to a possible embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of processing a noisy temporal signal to extract pulses according to a possible embodiment of the invention
  • FIGS. 4a and 4b illustrate the windowing according to a possible implementation of the invention corresponding to the detection of a pulse and a stack of pulses, respectively;
  • pulse corresponds to a charge-and-discharge event of a resistance-capacitor equivalent circuit whose decay can be approximated by a decreasing exponential as shown in FIG.
  • the shape of a pulse varies according to the system and the type of event encountered by the detector and the potential deficits generated by the detector and preamplifier combination upstream of the analog-digital converter responsible for digitizing the analyzed pulse signal. Similarly, the relationship of proportionality between charge and discharge can be corrupted by the appearance of delayed reaction events.
  • stack corresponds to the appearance of several impulse events in a too short period of time for the circuit to finish completely discharging the energy of the individualities.
  • An example of stacking is shown in Figure lb where there are two overlapping pulses.
  • the invention proposes a system 1 for processing a noisy temporal signal X (t) having a set of pulses of different amplitude and duration, comprising a processing unit 4 of the signal configured to detecting the pulses, said unit 4 being able to be arranged downstream of a preamplifier 2 of the signal acquired by a detector, for example a nuclear radiation detector, and an analog-digital converter 3 capable of digitizing the acquired signal.
  • a preamplifier 2 of the signal acquired by a detector for example a nuclear radiation detector
  • an analog-digital converter 3 capable of digitizing the acquired signal.
  • the processing unit 4 is placed directly after the analog-digital converter 3.
  • the signal is not deformed by digital preprocessing and the information extracted by the processing unit 4 retains its original characteristics.
  • the invention is however not limited to a purely digital implementation, but can generally be implemented both in analog, in digital, with a computer program code running on a processor, that on reconfigurable media such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or dedicated media such as ASIC (for "Application Specifies Integrated Circuit").
  • reconfigurable media such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or dedicated media such as ASIC (for "Application Specifies Integrated Circuit"
  • the processing unit 4 is more particularly configured to carry out a high-pass filtering of the signal acquired by the detector and to compare the acquired signal filtered by the high-pass filter with a pulse-start detection threshold to detect a pulse when the filtered acquired signal is greater than said threshold.
  • detection of the pulse is meant the detection of the arrival of a pulse, ie the detection of a start time of a pulse in the acquired signal.
  • the processing unit 4 comprises a pulse detection module 5 and a calculation module of the detection threshold 6 connected to the pulse detection module.
  • the high-pass filtering has the advantage of retaining the high-frequency components of the signal acquired by the detector, the abrupt variations of which are synonymous with the start of pulses, and of avoiding the low-frequency components of which the baseline of the pulses. It also has the advantage of reducing the width of the pulses, thus increasing the possibility of detecting the stacks.
  • a preferred embodiment of such a high-pass filtering corresponds to a derivative calculation
  • the processing unit 4 is more particularly configured to implement the method described below.
  • the invention proposes calculating the pulse start detection threshold autonomously and dynamically, while avoiding the characteristics of the signal-noise assembly to be processed.
  • the invention is based on the derivative of the original signal to decide whether to consider the presence of a pulse.
  • Using the signal derivative allows both to normalize the signal around zero because the average of the derivative is zero, but also to easily unstack a portion of the pulses by the mathematical properties of the derivative.
  • the method according to the invention thus comprises a calculation step, by the detection threshold calculation module 6, of the standard deviation of the noise affecting the derivative of the acquired signal, the pulse start detection threshold S used. by the pulse detection module 5 being dynamically adapted according to this calculated standard deviation.
  • the arrival of a pulse can be declared when the derivative of the acquired signal exceeds a threshold which corresponds to a predetermined multiple of the standard deviation ⁇ of the noise affecting the derivative.
  • the standard deviation is measured from the variance of a portion of the signal and makes it possible to measure the dispersion around the average, which in this case is zero.
  • the calculation of the standard deviation must theoretically be carried out without the presence of pulses on the portion of the signal studied, these influencing the result on the rise.
  • the invention proposes in a preferred embodiment to use the signal in the presence of pulses and to overcome the presence of the pulses to observe noise and calculate the threshold.
  • the calculation of the standard deviation of the noise affecting the derivative of the acquired signal may comprise a smoothing of the signal acquired by an ideal low-pass filter, the calculation of a signal differentiated by subtraction of the signal smoothed at acquired signal, this subtraction making it possible to obtain a signal containing the noise alone, a derivation of the differentiated signal, and finally a calculation of the standard deviation ⁇ of the derived differentiated signal.
  • a non-ideal low pass filter with an infinite impulse response is used.
  • the response of the filter reveals a phase shift, and the subtraction of the two signals can therefore contain the differences in phase shift generated which disturbs the measurement of the standard deviation.
  • the noise may be attenuated if it is not perfectly smoothed before subtraction, thus distorting the calculation of the standard deviation.
  • the invention proposes in this variant to make a first pass for calculating the standard deviation of the signal of the derivative resulting from the difference between the original signal and the filtered original signal.
  • a first threshold is set by this first standard deviation and is used to perform a second calculation of the standard deviation on the same derived original signal window but without the absolute values of this derived original signal being above this first threshold. From this new standard deviation, a more precise threshold is calculated which serves for the detection of the pulses.
  • the use of the standard normal law that is to say of zero mean and utility standard deviation, can be used to calculate the pulse detection threshold S to which the digital derivative is compared. Indeed, when a signal follows a normal distribution, 99.7% of its values are between -3 * the standard deviation and 3 * the standard deviation of this signal. It is therefore possible to consider that an S, SI threshold at a minimum of 4 * the standard deviation will almost always be above the noise but also very close to it in comparison with traditional methods.
  • the invention further proposes, according to a second aspect, an equally dynamic windowing of the pulses detected using the dynamic pulse detection threshold S described above.
  • This dynamic windowing is a function of the size of the pulses and / or the sum of the stacks, and is based on an approximation of the decay of a pulse (characteristic of the discharge of a capacitor) by a function of the type exponential decreasing. Indeed, by the mathematical characteristics of the decreasing exponential it is possible, once calculated the time constant tau of the RC circuit modeling the capacitor and corresponding to about 37% (1 / e) of the height of the pulse, to predict the end of the pulse for example when the date of 5 x tau is exceeded (this date corresponding to 1% of the height of the pulse).
  • This dynamic windowing thus requires locating the peak of the pulse, and relies, for example, on a high-pass filtering of the signal acquired by the detector for which the local maxima of the acquired signal result in a sign change such as is the case for the derivative.
  • the various steps of the detection of a pulse and its windowing in order to memorize the different samples in a table are as follows, described here in the context of the preferred embodiment. implemented in digital and using the calculation of the digital derivative of the digitized acquired signal.
  • FIGS. 4a and 4b each represent the acquired signal X (t) and its derivative X '(t) and correspond more precisely to the detection of the start time and to the windowing of a pulse and a stack of pulses. , respectively.
  • the digital derivative DER is compared with the dynamic pulse detection threshold S and if the threshold S is exceeded indicating the arrival of a pulse, the tail value of the buffer memory is saved during an operation " MEM-BUFFO ". With reference to FIGS. 4a and 4b, the threshold S is exceeded at a date t0.
  • a "REMP" operation is performed during the filling of a table storing the different samples of the digitized acquired signal, for example taking for first values the values stored in the buffer which are earlier than the pulse, then for values following those corresponding to the pulse.
  • the digital derivative DER is tracked to locate the peak of the pulse when the digital derivative changes sign.
  • the peak of the pulse is located at a time t1.
  • the duration ⁇ separating a sample of the digitized acquired signal corresponding to the peak of the pulse (at t1 in FIGS. 4a and 4b) and a sample of digitized acquired signal whose amplitude corresponds to a predetermined ratio of the amplitude of the peak of the pulse (at t2 in FIGS. 4a and 4b).
  • the ratio is for example 37% when we approximate the decay of a pulse by a decreasing exponential.
  • the amplitude of the peak of the pulse can in particular be determined by comparing the amplitude of the sample of the digitized acquired signal corresponding to the peak of the pulse to the amplitude of a sample of the digitized acquired acquired signal while the derivative digital is zero before it exceeds the pulse start detection threshold, and thus represents the baseline of the pulse. More particularly, the trailing value of the stored buffer during the operation "MEM-BUFFO" can be used as the basic value of the pulse and any stacked pulses.
  • the "REMP" filling operation of a table storing the different samples of the digitized acquired signal comprises storing the samples of the digitized acquired signal preceding the pulse stored in the buffer memory at t0, and storing the samples of the acquired signal. digitized from the sample (at t0 in FIG. 4a) corresponding to the detection of the pulse up to a sample (at t3 in FIG. 4a) distant from a predetermined multiple n of said duration ⁇ of the corresponding sample at the peak of the impulse.
  • the multiple n is preferably greater than three, for example equal to 5.
  • An end of pulse detection threshold below the pulse start detection threshold S is therefore used, preferably a dynamic threshold depending on the level of the pulse.
  • noise typically a threshold value less than or equal to a predetermined multiple of the standard deviation, for example 3 * standard deviation. If necessary, the "REMP" filling operation of the array is continued as long as the absolute value of the derivative is not less than the end of pulse detection threshold.
  • a stack is also detected during the "REMP" filling operation.
  • the digital derivative DER is tracked to detect a new stacking pulse when the derivative goes back above the dynamic detection threshold S. Such a passage occurs at t0 'in FIG. 4b.
  • a "TAG" marking operation of the table being filled is carried out to indicate that it corresponds to an aggregate of pulses and not to a single pulse.
  • the various steps previously described are also repeated: waiting for the zero crossing of the derivative to locate the peak of the new pulse at tl ', calculating a new duration ⁇ ' related to the decrease of the new pulse, this new duration separating a sample of the digitized acquired signal corresponding to the peak of the new stacking pulse (at tl ') and a sample of the digitized acquired signal whose amplitude corresponds to a predetermined ratio of the amplitude of the peak of the new stacking pulse ( at t2 '), storing the samples until the end of the new pulse (at t3'), that is to say at least up to a sample remote by a predetermined multiple of said duration ⁇ 'of the sample corresponding to the peak of the new pulse in stacking, and if necessary as long as the absolute value of the derivative is greater than the threshold of detection of end of pulse
  • An observation of the size of the window before saving the sample table can be done to ensure that it does not record an artifact other than a pulse.
  • the size of the window is smaller than the minimum temporal resolution of a pulse produced by the combination of the detector and the preamplifier, it is preferable to reject it.
  • the invention makes it possible to guard against both a window size which is too large or too small.
  • the invention also eliminates of the stacked signal rejection constraint which is problematic for short duration measurements.
  • the invention indeed offers the possibility of post-processing the stacks which are found in the form of tables of stacks marked as such and not truncated.
  • FIG. 1 Three examples of pulse extraction realized by the implementation of the invention are shown in FIG. These extractions are marked as representative of a single pulse (NPU) or a stack (PU). We will note the variable size of these extractions which is a function of the extractions.
  • the invention is not limited to the method and system described above, but also extends to a computer program product comprising code instructions for executing the digitized acquired signal processing step to detect pulses of the method as described above when said program is executed on a computer, for example on the processor of the processing unit 4.

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Abstract

L'invention porte sur un système (1) de traitement d'un signal temporel bruité (X) présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes, comprenant une unité de traitement (4) du signal acquis par un détecteur pour détecter les impulsions, ladite unité étant configurée pour réaliser une dérivation du signal acquis et comparer le signal acquis dérivé à un seuil de détection de début d'impulsion (S) pour détecter une impulsion lorsque le signal acquis dérivé est supérieur au seuil, caractérisé en ce que l'unité de traitement (4) est en outre configurée pour adapter dynamiquement le seuil au niveau de bruit affectant le signal acquis dérivé. L'invention porte également sur le procédé mis en œuvre par l'unité de traitement, et son implémentation logicielle.

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME D'EXTRACTION DYNAMIQUE D'IMPULSIONS DANS UN SIGNAL
TEMPOREL BRUITÉ
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine de l'invention est celui de la détection et de l'extraction d'impulsions dans un signal temporel bruité présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes. L'invention trouve en particulier application dans le domaine de l'instrumentation nucléaire (notamment en spectrométrie gamma et X, en discrimination neutron-gamma ou en comptage neutronique), dans le domaine de l'analyse de signaux médicaux (électrocardiogrammes, électro-encéphalogrammes), ou encore dans le domaine de la détection radar.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans le cas d'une arrivée d'impulsions non déterministe, la densité des impulsions reçues est variable, pouvant varier de quelques coups par seconde à plusieurs milliers de coups par seconde. Un traitement des impulsions en temps réel est alors difficile à effectuer. De plus, plusieurs voies de réception peuvent acquérir des impulsions. Il est alors souvent nécessaire de comparer les impulsions issues de ces voies, notamment pour déterminer avec précision la durée qui les sépare. Les capacités de calcul requises, de même que la nature des traitements à effectuer, peuvent alors varier considérablement selon les cas.
II est connu de numériser, après pré-amplification, le signal acquis par un détecteur et de traiter le signal ainsi numérisé à l'aide de composants numériques chargés de réaliser l'extraction des impulsions et la restitution de l'information extraite sous forme de tableaux d'échantillons. Ce traitement se décompose en deux étapes principales.
La première étape concerne la ou les mise(s) en forme du signal. L'objectif est de s'affranchir au maximum de l'évolution du signal, de sa ligne de base et du bruit électronique au cours du temps pour faciliter la mise en place d'un ou plusieurs seuils de détection fixes et paramétrés avant mesure par l'utilisateur en fonction des caractéristiques même du signal. Cette première étape est dépendante du détecteur, du préamplificateur ainsi que des signaux à traiter et oblige la déformation totale (filtre antibruit, anti-empilement) ou partielle (restauration de la ligne de base) du signal. Lorsque les impulsions représentatives des informations à extraire franchissent le seuil de détection, les traitements s'exécutent pour extraire l'information voulue (amplitude maximum, comptage).
Cette approche nécessite donc que l'utilisateur connaisse à l'avance la totalité ou une partie de l'information qu'il souhaite extraire. A titre d'exemple, si l'utilisateur cherche à détecter une source caractérisable par ses hautes énergies, il peut se permettre de placer le seuil assez haut. Mais ceci n'est pas possible dans des applications où l'on ne connaît pas la ou les sources à caractériser, de sorte que le seuil doit donc toujours être proche du bruit pour être capable de détecter toutes les énergies. A contrario, l'utilisateur doit se prémunir au maximum de détecter du bruit, ce qui nécessite, par méconnaissance de l'évolution du bruit, de fixer un seuil de détection suffisamment haut. De ce fait, une partie des informations à basses énergie peuvent être perdues (le seuil étant trop haut) tandis qu'une autre partie des informations peuvent être inexactes (le seuil étant trop proche du bruit).
La seconde étape concerne le fenêtrage de(s) information(s) à traiter dans le cadre d'une observation sur la forme (discrimination neutron-gamma) ou d'un calcul d'énergie (aire, durée au-dessus d'un seuil). En effet, l'approche traditionnelle permettant l'observation ou la sauvegarde d'une ou plusieurs impulsions consiste à utiliser la méthode présentée dans le paragraphe précédent, c'est-à-dire l'utilisation d'une étape de mise en forme et le paramétrage d'un ou plusieurs seuils de détections fixes. Lorsque la décroissance de l'impulsion à traiter passe en-dessous du seuil défini par l'utilisateur, la sauvegarde et/ou le traitement de l'impulsion se terminent.
Cette approche ne prend également pas en compte l'évolution du signal, de sa ligne de base et du bruit au cours du temps. Ainsi, si le signal n'est pas au préalable déformé, le fenêtrage de l'impulsion se termine de manière aléatoire : soit la fenêtre de l'impulsion est trop courte car le bruit présent est détecté par le seuil, soit l'évolution de la ligne de base fait que le signal ne passera plus en dessous du seuil fixé ou l'inverse, qu'il passera trop tôt. De ce fait, une partie des informations peut être perdue voire fausse.
Une autre solution pour isoler les impulsions du reste du signal consiste à utiliser un fenêtrage temporel, c'est à dire qu'au lieu et place d'un seuil de détection de fin d'impulsion, une fenêtre peut être ouverte à partir de la première détection de l'impulsion dans l'objectif de couvrir la totalité de l'impulsion. Cette solution oblige néanmoins l'utilisateur à régler ce paramètre manuellement, et donc à prévoir une fenêtre dont la taille est suffisamment grande pour être capable d'enregistrer les plus grandes impulsions. De ce fait, en présence de petites impulsions, de nombreuses informations inutiles sont stockées, diminuant la qualité des résultats. De plus, si plusieurs impulsions, empilées ou non, se trouvent dans cette fenêtre, elles sont considérées et traitées comme une seule impulsion, faussant ainsi les résultats.
Afin de rendre la détection d'une impulsion indépendante de la non- linéarité de la ligne de base, il a été proposé, dans le cadre du projet SPADIC ("Self-triggered Puise Amplification and Digitization asIC ») de se baser sur la dérivée du signal observé (soit une implémentation d'un filtre passe-haut) pour décider de considérer ou non la présence d'une impulsion dans ce signal, et pour permettre de détecter des empilements d'impulsions. Mais cette proposition n'est pas exempte des inconvénients mentionnés ci- dessus de mise en forme préalable du signal et de fenêtrage par seuils fixes et paramétrés avant mesure par l'utilisateur.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention vise quant à elle à passer outre ces inconvénients pour ne pas détériorer la qualité des informations relatives aux impulsions pouvant être extraites d'un signal temporel bruité. Elle propose pour ce faire un procédé de traitement d'un signal temporel bruité présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes, comprenant une étape de traitement du signal acquis par un détecteur pour détecter les impulsions, ledit traitement comprenant le calcul d'une dérivée du signal acquis et une comparaison de la dérivée du signal acquis à un seuil pour détecter une impulsion lorsque la dérivée du signal acquis est supérieure au seuil, caractérisé en ce que le seuil est dynamiquement adapté au niveau de bruit affectant la dérivée du signal acquis.
Certains aspects préférés mais non limitatifs de procédé sont les suivants :
- il comprend le calcul d'un écart-type du bruit affectant la dérivée du signal acquis et l'adaptation dynamique du seuil en fonction de l'écart-type calculé ;
le calcul de l'écart-type du bruit affectant la dérivée du signal acquis comprend un lissage du signal acquis par un filtre passe-bas, le calcul d'un signal différentié par soustraction du signal lissé au signal acquis, la dérivation du signal différentié, et un calcul de l'écart-type du signal différentié dérivé ;
il comprend en outre, suite à la détection d'une impulsion, le suivi de la dérivée du signal acquis pour déterminer la localisation du pic de l'impulsion ;
il comprend en outre l'identification de la durée séparant le pic de l'impulsion et une amplitude du signal acquis correspondant à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de l'impulsion ;
l'amplitude du pic de l'impulsion est déterminée en comparant l'amplitude du pic de l'impulsion à l'amplitude du signal acquis mémorisée avant que la dérivée du signal acquis ne dépasse le seuil ;
il comprend la mémorisation du signal acquis depuis la détection de l'impulsion jusqu'à un multiple prédéterminé de ladite durée depuis le pic de l'impulsion ; il comprend le suivi de la dérivée du signal acquis pour détecter une nouvelle impulsion en empilement lorsque la dérivée du signal acquis dépasse le seuil, la détermination de la localisation du pic de la nouvelle impulsion en empilement, l'identification de la durée séparant le pic de la nouvelle impulsion d'une amplitude du signal acquis correspondant à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de la nouvelle impulsion en empilement, et la mémorisation du signal acquis jusqu'à un multiple prédéterminé de ladite durée depuis le pic de la nouvelle impulsion en empilement ;
il comprend en outre la comparaison de la dérivée du signal acquis à un seuil de détection de fin d'impulsion, ledit seuil étant dynamiquement adapté au niveau de bruit affectant la dérivée du signal acquis, et la mémorisation des échantillons du signal acquis tant que la dérivée du signal acquis est supérieure au seuil de détection de fin d'impulsion.
L'invention s'étend également à un système configuré pour la mise en œuvre de ce procédé, ainsi qu'à un produit programme d'ordinateur comportant des instructions de code pour l'exécution de ce procédé
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures la et lb représentent une impulsion type dont l'approximation de la décroissance peut se faire par une exponentielle décroissante et un exemple d'empilement d'impulsion, respectivement ;
- la figure 2 est un schéma illustrant un système de traitement d'un signal temporel bruité pour en extraire des impulsions conforme à un mode de réalisation possible de l'invention ;
- la figure 3 est un diagramme illustrant un procédé de traitement d'un signal temporel bruité pour en extraire des impulsions conforme à un mode de réalisation possible de l'invention ;
- les figures 4a et 4b illustrent le fenêtrage conforme à une mise en œuvre possible de l'invention correspondant à la détection d'une impulsion et d'un empilement d'impulsions, respectivement ;
- la figure 5 représente plusieurs exemples d'impulsions extraites par la mise en œuvre de l'invention de tailles variables en fonction des impulsions et de l'éventuelle présence d'un empilement. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le terme impulsion correspond à un événement de type charge et décharge d'un circuit équivalent résistance-condensateur dont la décroissance peut être approximée par une exponentielle décroissante comme cela est illustré sur la figure la. La forme d'une impulsion varie selon le système et le type d'événement rencontré par le détecteur et les potentiels déficits engendrés par la combinaison détecteur et préamplificateur en amont du convertisseur analogique-numérique chargé de numériser le signal impulsionnel analysé. De même, la relation de proportionnalité entre charge et décharge peut être corrompue par l'apparition d'événements de réactions retardées.
Le terme empilement correspond à l'apparition de plusieurs événements impulsionnels dans un laps de temps trop court pour que le circuit ait fini de décharger complètement l'énergie des individualités. Un exemple d'empilement est représenté par la figure lb où l'on retrouve deux impulsions qui se chevauchent.
En référence à la figure 2, l'invention propose un système 1 de traitement d'un signal temporel bruité X(t) présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes, comprenant une unité de traitement 4 du signal configurée pour détecter les impulsions, ladite unité 4 pouvant être disposée en aval d'un préamplificateur 2 du signal acquis par un détecteur, par exemple un détecteur de rayonnement nucléaire, et d'un convertisseur analogique-numérique 3 apte à numériser le signal acquis.
On relèvera que dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'unité de traitement 4 est placée directement après le convertisseur analogique-numérique 3. Ainsi, le signal n'est pas déformé par un prétraitement numérique et l'information extraite par l'unité de traitement 4 conserve ses caractéristiques originales.
L'invention n'est toutefois pas limitée à une implémentation purement numérique, mais peut d'une manière générale être implémentée tant en analogique, qu'en numérique, qu'avec un code de programme d'ordinateur s'exécutant sur processeur, que sur des supports reconfigurables tels des FPGA (pour « Field Programmable Gâte Array ») ou des supports dédiés tels des ASIC (pour « Application Spécifie Integrated Circuit »). On prendra dans ce qui suit l'exemple d'une implémentation purement numérique, implémentation privilégiée mais non limitative.
L'unité de traitement 4 est plus particulièrement configurée pour réaliser un filtrage passe-haut du signal acquis par le détecteur et comparer le signal acquis filtré par le filtre passe-haut à un seuil de détection de début d'impulsion pour détecter une impulsion lorsque le signal acquis filtré est supérieur audit seuil. Par détection de l'impulsion, on entend la détection de l'arrivée d'une impulsion, soit la détection d'un instant de début d'une impulsion dans le signal acquis.
L'unité de traitement 4 comprend un module de détection d'impulsions 5 et un module de calcul du seuil de détection 6 relié au module de détection d'impulsions
5 pour adapter dynamiquement le seuil de détection de début d'impulsion au niveau de bruit affectant le signal acquis filtré par le filtre passe-haut.
Le filtrage passe-haut présente l'avantage de retenir les composantes hautes fréquences du signal acquis par le détecteur dont les variations brusques synonymes de début s'impulsions, et de s'affranchir des composantes basses fréquences dont la ligne de base des impulsions. Il présente en outre l'avantage de réduire la largeur des impulsions, augmentant ainsi la possibilité de détecter les empilements. Une réalisation privilégiée d'un tel filtrage passe-haut correspond à un calcul de dérivée
(dérivation) du signal acquis par le détecteur, en particulier une dérivée numérique avec constante de temps lorsque le signal acquis par le détecteur a été préalablement numérisé.
Dans la suite de la description, il sera fait référence à cette réalisation privilégiée du filtrage passe-haut.
L'unité de traitement 4 est plus particulièrement configurée pour mettre en œuvre le procédé décrit ci-après.
L'invention propose selon un premier aspect de calculer le seuil de détection de début d'impulsion de manière autonome et dynamique, en s'affranchissant des caractéristiques de l'ensemble signal-bruit à traiter. L'invention se base pour ce faire sur la dérivée du signal original pour décider de considérer ou non la présence d'une impulsion. L'utilisation de la dérivée du signal permet à la fois de normaliser le signal autour de zéro car la moyenne de la dérivée est nulle, mais également d'aisément désempiler une partie des impulsions de par les propriétés mathématiques de la dérivée.
Le procédé selon l'invention comprend ainsi une étape de calcul, par le module de calcul du seuil de détection 6, de l'écart-type du bruit affectant la dérivée du signal acquis, le seuil de détection de début d'impulsion S utilisé par le module de détection d'impulsions 5 étant dynamiquement adapté en fonction de cet écart-type calculé. En particulier, l'arrivée d'une impulsion (son instant de début) peut être déclarée lorsque la dérivée du signal acquis dépasse un seuil qui correspond à un multiple prédéterminé de l'écart-type σ du bruit affectant la dérivée.
L'écart-type se mesure à partir de la variance d'une portion du signal et permet de mesurer la dispersion autour de la moyenne, qui en l'occurrence est nulle. Le calcul de l'écart-type doit théoriquement se faire sans présence d'impulsions sur la portion de signal étudiée, celles-ci influençant le résultat à la hausse. Pour répondre à cette contrainte qui obligerait à calibrer le seuil hors de la zone de mesure, l'invention propose dans un mode de réalisation privilégié d'utiliser le signal en présence d'impulsions et de s'affranchir de la présence des impulsions pour observer le bruit et calculer le seuil.
Dans ce mode de réalisation, le calcul de l'écart-type du bruit affectant la dérivée du signal acquis peut comprendre un lissage du signal acquis par un filtre passe- bas idéal, le calcul d'un signal différentié par soustraction du signal lissé au signal acquis, cette soustraction permettant d'obtenir un signal contenant le bruit seul, une dérivation du signal différentié, et pour finir un calcul de l'écart-type σ du signal différentié dérivé.
Dans une variante, un filtre passe-bas non idéal à réponse impulsionnelle infinie est utilisé. Deux inconvénients sont néanmoins alors à signaler. D'une part, la réponse du filtre laisse apparaître un déphasage, et la soustraction des deux signaux peut donc contenir les différences de déphasage engendrées ce qui perturbe la mesure de l'écart-type. D'autre part, le bruit peut se retrouvé atténué s'il n'est pas parfaitement lissé avant soustraction, faussant ainsi le calcul de l'écart-type. L'invention propose alors dans cette variante de réaliser une première passe pour calculer l'écart-type du signal de la dérivée issue de la différence entre le signal original et le signal original filtré. Un premier seuil est fixé grâce à ce premier écart-type et est utilisé pour réaliser un second calcul de l'écart-type sur la même fenêtre de signal original dérivé mais sans les valeurs absolues de ce signal original dérivé se trouvant au-dessus de ce premier seuil. A partir de ce nouvel écart-type, un seuil plus précis est calculé qui sert à la détection des impulsions.
Le filtre passe-bas réalise par exemple un filtrage à moyenne mobile exponentielle selon lequel le signal filtré est s(n) = a * x(n— 1) + (1— a) * s(n— 1), où x(n) représente le n-ième échantillon du signal acquis numérisé et où a représente la constante de lissage du filtre.
Le signal différentié s'écrit alors sdiff(-n) = x(n)— s(n), et sa dérivée sur une fenêtre de taille N s'écrit deriveediff n) = (sdiff n) - sdiff n_N))/N.
L'écart-type de M observations de la dérivée du signal différentié est alors σΐ = Cet écart-type permet de calculer le premier seuil SI, par exemple sous la forme d'un multiple de l'écart-type σΐ : Sl= al* σΐ.
Un second calcul de l'écart-type sur la même fenêtre de signal original dérivé est alors réalisé mais sans les valeurs absolues de ce signal original dérivé se trouvant au-dessus de ce premier seuil SI, soit σ = , uniquement pour les valeurs du signal original dérivé telles que seuil de détection d'impulsions peut alors être calculé sous la forme d'un multiple de cet écart-type: S=a* σ.
Une fois l'écart-type du bruit sur la portion de signal étudiée obtenu, l'utilisation de la loi normale standard, c'est-à-dire de moyenne nulle et d'écart-type utilitaire, peut être utilisée pour calculer le seuil de détection d'impulsions S auquel est comparée la dérivée numérique. En effet, lorsque un signal suit une loi normale, 99,7% de ses valeurs se situent entre -3*l'écart type et 3* l'écart type de ce signal. Il est donc possible de considérer qu'un seuil S, SI se plaçant à un minimum de 4*l'écart type se placera quasiment toujours au-dessus du bruit mais aussi très près de celui-ci en comparaison des méthodes traditionnelles. Dans la variante à filtre passe-bas non idéal, le premier seuil SI peut être calculé de la même manière, et on peut en particulier prévoir al=a.
L'application d'une loi normale pour l'approximation du bruit comme étant un bruit blanc gaussien est possible pour les raisons suivantes. Dans les mesures de rayonnement du domaine de l'instrumentation nucléaire on rencontre traditionnellement deux types de bruits électroniques : le bruit thermique et le bruit de grenaille. Le premier est mathématiquement considéré comme un bruit blanc gaussien et correspond donc à l'évaluation du seuil par la loi normale standard. Le second se produit quant à lui lorsque le nombre fini de particules transportant l'énergie (électrons dans un circuit électronique, ou photons dans un dispositif optique) est suffisamment faible pour donner lieu à des fluctuations statistiques perceptibles. Donc, si l'intensité de courant ou de photons dans le circuit est trop faible, ce bruit suit une loi de Poisson qui ne rentre pas en correspondance avec l'estimation par la loi normale. Cependant, plusieurs éléments permettent d'approximer l'ensemble formé par le bruit thermique et le bruit de grenaille par une loi normale. Premièrement, le processus de Poisson converge vers une loi normale lorsque le nombre d'événements par seconde est grand, ce qui est le cas pour le courant d'une diode. De manière générale, lorsqu'une erreur (variable aléatoire) dépend d'un grand nombre de causes indépendantes dont les effets s'additionnent et dont aucune n'est prépondérante, sa loi statistique converge vers une loi normale. De ce fait, les observations réelles du bruit de grenaille sont généralement indiscernables du bruit thermique gaussien, sauf lorsque les événements élémentaires (photons, électrons, etc.) sont si peu nombreux qu'ils sont observés individuellement. De plus, l'effet du bruit de grenaille fait que le courant fluctue très légèrement autour de sa valeur moyenne. Cela s'apparente à de lentes variations de courant autour de sa composante continue. De ce faite, elles peuvent être assimilées à une variation de ligne de base qui n'est pas problématique dans le cadre de l'utilisation de la dérivée du signal. Enfin, le bruit de grenaille apparaît négligeable dans un transistor devant le bruit thermique, statistique qui a pu être observée lors des mesures de test de l'invention.
L'invention propose par ailleurs, selon un second aspect, un fenêtrage également dynamique des impulsions détectées à l'aide du seuil dynamique de détection de but d'impulsion S décrit ci-dessus.
Ce fenêtrage dynamique est fonction de la taille des impulsions et/ou de la somme des empilements, et repose sur une approximation de la décroissance d'une impulsion (caractéristique de la décharge d'un condensateur) par une fonction de type exponentielle décroissante. En effet, de par les caractéristiques mathématiques de l'exponentielle décroissante il est possible, une fois calculée la constante de temps tau du circuit RC modélisant le condensateur et correspondant à environ 37% (1/e) de la hauteur de l'impulsion, de prédire la fin de l'impulsion par exemple lorsque la date de 5 x tau est dépassée (cette date correspondant à 1% de la hauteur de l'impulsion).
Ce fenêtrage dynamique nécessite ainsi de localiser le pic de l'impulsion, et repose, par exemple, sur un filtrage passe-haut du signal acquis par le détecteur pour lequel les maxima locaux du signal acquis se traduisent par un changement de signe comme c'est le cas pour la dérivée.
En référence aux figures 3, 4a et 4b, les différentes étapes de la détection d'une impulsion et de son fenêtrage en vue d'en mémoriser les différents échantillons dans un tableau sont les suivantes, ici décrites dans le cadre du mode de réalisation privilégié implémenté en numérique et faisant appel au calcul de la dérivée numérique du signal acquis numérisé.
Les figures 4a et 4b représentent chacune le signal acquis X(t) et sa dérivée X'(t) et correspondent plus précisément à la détection de l'instant de début et au fenêtrage d'une impulsion et d'un empilement d'impulsions, respectivement.
Ces étapes sont initiées par une opération « ACQ.-NUM » marquant le début de l'acquisition du signal par le détecteur et sa numérisation par le convertisseur analogique-numérique. Puis au cours d'une opération « DER-MEM », la dérivée numérique du signal acquis numérisé est calculée tandis que les différents échantillons du signal original acquis numérisé sont, dans un mode de réalisation privilégié, enregistrés dans une mémoire tampon circulaire de taille programmable.
La dérivée numérique DER est comparée au seuil dynamique de détection de début d'impulsion S et si le seuil S est dépassé indiquant l'arrivée d'une impulsion, on sauvegarde la valeur de queue de la mémoire tampon au cours d'une opération « MEM- BUFFO ». En référence aux figures 4a et 4b, le seuil S est dépassé à une date tO.
Suite à la détection de l'instant de début de l'impulsion tO, on procède au cours d'une opération « REMP » au remplissage d'un tableau mémorisant les différents échantillons du signal acquis numérisé, en prenant par exemple pour premières valeurs les valeurs enregistrées dans la mémoire tampon qui sont antérieures à l'impulsion, puis pour valeurs suivantes celles correspondant à l'impulsion.
On procède parallèlement au suivi de la dérivée numérique DER pour localiser le pic de l'impulsion lorsque la dérivée numérique change de signe. En référence aux figures 4a et 4b, le pic de l'impulsion est située à une date tl.
Puis on procède, au cours d'une opération « CAL tau » à l'identification de la durée τ séparant un échantillon du signal acquis numérisé correspondant au pic de l'impulsion (à tl sur les figures 4a et 4b) et un échantillon du signal acquis numérisé dont l'amplitude correspond à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de l'impulsion (à t2 sur les figures 4a est 4b). Le ratio est par exemple de 37% lorsque l'on approxime la décroissance d'une impulsion par une exponentielle décroissante.
L'amplitude du pic de l'impulsion peut notamment être déterminée en comparant l'amplitude de l'échantillon du signal acquis numérisé correspondant au pic de l'impulsion à l'amplitude d'un échantillon du signal acquis numérisé mémorisé alors que la dérivée numérique est nulle avant qu'elle ne dépasse le seuil de détection de début d'impulsion, et qui représente donc la ligne de base de l'impulsion. Plus particulièrement, on peut utiliser la valeur de queue du buffer mémorisée au cours de l'opération « MEM- BUFFO » comme valeur de base de l'impulsion et des éventuelles impulsions empilées.
L'opération « REMP » de remplissage d'un tableau mémorisant les différents échantillons du signal acquis numérisé comprend la mémorisation des échantillons du signal acquis numérisé qui précèdent l'impulsion stockés dans la mémoire tampon à tO, et la mémorisation des échantillons du signal acquis numérisé depuis l'échantillon (à tO sur la figure 4a) correspondant à la détection de l'impulsion jusqu'à un échantillon (à t3 sur la figure 4a) distant d'un multiple prédéterminé n de ladite durée τ de l'échantillon correspondant au pic de l'impulsion. Le multiple n est de préférence supérieur à trois, par exemple égal à 5.
Une fois le dernier échantillon de la fenêtre mémorisé (celui à η*τ du pic), il peut être procédé à une vérification sur la dérivée pour s'assurer que l'impulsion est bien terminée. Un seuil de détection de fin d'impulsion inférieur au seuil de détection de début d'impulsion S est pour cela utilisé, de préférence un seuil dynamique fonction du niveau de bruit, typiquement un seuil de valeur inférieure ou égal à un multiple prédéterminé de l'écart-type, par exemple 3*l'écart type. Le cas échéant, l'opération « REMP » de remplissage du tableau est poursuivie tant que la valeur absolue de la dérivée n'est pas inférieure au seuil de détection de fin d'impulsion.
Dans un mode de réalisation privilégié, il est également procédé à la détection d'un empilement au cours de l'opération de remplissage « REMP ». Pour ce faire, il est procédé au suivi de la dérivée numérique DER pour détecter une nouvelle impulsion en empilement lorsque la dérivée repasse au-dessus du seuil de détection dynamique S. Un tel passage se produit à t0' sur la figure 4b.
Si c'est le cas, il est procédé à une opération de marquage « TAG » du tableau en cours de remplissage pour indiquer qu'il correspond à un agrégat d'impulsions et non à une impulsion seule. Les différentes étapes précédemment décrites sont en outre réitérées : attente du passage à zéro de la dérivée pour localiser le pic de la nouvelle impulsion à tl', calcul d'une nouvelle durée τ' liée à la décroissance de la nouvelle impulsion, cette nouvelle durée séparant un échantillon du signal acquis numérisé correspondant au pic de la nouvelle impulsion en empilement (à tl') et un échantillon du signal acquis numérisé dont l'amplitude correspond à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de la nouvelle impulsion en empilement (à t2'), mémorisation des échantillons jusqu'à la fin de la nouvelle impulsion (à t3'), c'est-à-dire au moins jusqu'à un échantillon distant d'un multiple prédéterminé de ladite durée τ' de l'échantillon correspondant au pic de la nouvelle impulsion en empilement, et le cas échéant tant que la valeur absolue de la dérivée est supérieure au seuil de détection de fin d'impulsion.
Une observation de la taille de la fenêtre avant enregistrement du tableau d'échantillons peut être réalisée pour s'assurer de ne pas enregistrer un artefact différent d'une impulsion. En particulier, si la taille de la fenêtre est inférieure à la résolution temporelle minimum d'une impulsion produite par la combinaison du détecteur et du préamplificateur, il est préférable de la rejeter.
On relèvera que lors du passage à zéro des dérivées, il est possible de mémoriser la date de l'événement. Là où la datation sur seuil est dépendante de la hauteur de l'impulsion, l'utilisation du passage à zéro de la dérivée permet de dater de manière équivalente chaque impulsion, indépendamment de leur hauteur.
En adaptant dynamiquement la taille de la fenêtre à la forme de l'impulsion, l'invention permet de se prémunir à la fois d'une taille de fenêtre trop grande ou trop petite. Par ailleurs, en séparant les impulsions sous forme de tableaux, il est possible de séparer et paralléliser les traitements, par exemple sur un système multicoeurs tel que proposé dans la demande de brevet WO 2013/135695 Al. L'invention s'affranchit en outre de la contrainte de réjection des signaux empilés qui est problématique pour les mesures de courtes durées. L'invention offre en effet la possibilité de post-traiter les empilements qui se retrouvent sous forme de tableaux d'empilements marqués comme tels et non tronqués.
On a représenté sur la figure 5 trois exemples d'extraction d'impulsions réalisés par la mise en œuvre de l'invention. Ces extractions sont marquées comme représentatives d'une seule impulsion (NPU) ou d'un empilement (PU). On relèvera la taille variable de ces extractions qui est fonction des extractions.
L'invention n'est pas limitée au procédé et au système précédemment décrits, mais s'étend également à un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution de l'étape de traitement du signal acquis numérisé pour détecter les impulsions du procédé tel que précédemment décrit lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur, par exemple sur le processeur de l'unité de traitement 4.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'un signal temporel bruité (X) présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes, comprenant une étape de traitement du signal acquis par un détecteur (ACQ.-NUM) pour détecter les impulsions, ledit traitement comprenant une dérivation du signal acquis (DER-MEM) et une comparaison du signal acquis dérivé à un seuil de détection de début d'impulsion (S) pour détecter une impulsion lorsque le signal acquis dérivé est supérieur audit seuil, caractérisé en ce que le seuil est dynamiquement adapté au niveau de bruit affectant le signal acquis dérivé.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant le calcul d'un écart-type du bruit affectant le signal acquis dérivé et l'adaptation dynamique dudit seuil en fonction de l'écart-type calculé.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le calcul de l'écart-type du bruit affectant le signal acquis dérivé comprend un lissage du signal acquis par un filtre passe- bas, le calcul d'un signal différentié par soustraction du signal lissé au signal acquis, la dérivation du signal différentié, et un calcul de l'écart-type du signal différentié dérivé.
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre le calcul d'un premier seuil à partir de l'écart-type du signal différentié dérivé, et un nouveau calcul de l'écart-type du signal différentié dérivé excluant les valeurs du signal différentiel dérivé supérieures, en valeur absolue, au premier seuil.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le lissage du signal acquis est réalisé par un filtrage à moyenne mobile exponentielle.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant en outre, suite à la détection d'une impulsion, le suivi du signal acquis dérivé pour déterminer la localisation du pic de l'impulsion.
7. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre l'identification de la durée séparant le pic de l'impulsion et une amplitude du signal acquis correspondant à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de l'impulsion.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'amplitude du pic de l'impulsion est déterminée en comparant l'amplitude du pic de l'impulsion à l'amplitude du signal acquis mémorisée avant que le signal acquis dérivé ne dépasse le seuil.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, comprenant la mémorisation du signal acquis depuis la détection de l'impulsion (tO) jusqu'à un multiple prédéterminé de ladite durée depuis le pic de l'impulsion.
10. Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre le suivi du signal acquis dérivé au cours de ladite mémorisation pour détecter une nouvelle impulsion en empilement lorsque le signal acquis dérivé dépasse ledit seuil, la détermination de la localisation du pic de la nouvelle impulsion en empilement, l'identification de la durée séparant le pic de la nouvelle impulsion d'une amplitude du signal acquis correspondant à un ratio prédéterminé de l'amplitude du pic de la nouvelle impulsion en empilement, et la mémorisation du signal acquis jusqu'à un multiple prédéterminé de ladite durée depuis le pic de la nouvelle impulsion en empilement.
11. Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, comprenant en outre la comparaison du signal acquis dérivé à un seuil de détection de fin d'impulsion dynamiquement adapté au niveau de bruit affectant le signal acquis dérivé, et la mémorisation des échantillons du signal acquis tant que le signal acquis dérivé est supérieur au seuil de détection de fin d'impulsion.
12. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution du procédé selon l'une des revendications 1 à 11 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
13. Système (1) de traitement d'un signal temporel bruité (X) présentant un ensemble d'impulsions d'amplitude et de durée différentes, comprenant une unité de traitement (4) du signal acquis par un détecteur pour détecter les impulsions, ladite unité étant configurée pour réaliser une dérivation du signal acquis et comparer le signal acquis dérivé à un seuil de détection de début d'impulsion pour détecter une impulsion lorsque le signal acquis dérivé est supérieur au seuil, caractérisé en ce que l'unité de traitement (4) est en outre configurée pour adapter dynamiquement le seuil au niveau de bruit affectant le signal acquis dérivé.
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