一种数字核脉冲信号墨西哥草帽小波成形方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及放射性测量中数字核脉冲信号的墨西哥草帽小波成形，尤其设及一种 基于小波分析的数字核脉冲信号墨西哥草帽小波成形方法。
【背景技术】
[0002] 核能谱测量技术综合了电子技术、核探测技术、计算机技术等多个学科。目前，它 已经成为物质成分分析的重要手段之一，在医学、地质学、生物学、环境学、化学、考古学等 学科扮演愈来愈重要的角色。
[0003] 在核福射测量中，入射粒子的能量和核探测器输出的脉冲信号幅度成正比，通过 测量脉冲信号的幅度就能够分析出福射能量。能谱的获取、分析也是核分析方法中最重要 的手段之一，通过对福射源能谱的获取和分析可W直接或间接地得到福射物质的结构、组 成元素的种类W及含量等重要信息。传统的获取能谱的核谱仪，主要是W电子学器件对核 信号进行放大成形、基线恢复、堆积判弃和脉冲信号峰值保持为特点的模拟核谱仪。
[0004] 基于数字滤波成形的全数字化能谱仪逐渐成为核仪器发展的趋势，数字化能谱仪 目前主要采用梯形滤波成形算法，该滤波成形算法不能很好地解决基线漂移后的基线扣除 问题、高灵敏地弹道亏损程度量化问题、多种粒子脉冲形状甄别问题和补偿因弹道亏损引 起脉冲幅度下降问题，墨西哥草帽小波成形方法能解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于公开一种数字核脉冲信号墨西哥草帽小波成形方法，该方法克 服了核脉冲信号其它数字滤波成形方法在基线扣除、弹道亏损量化与补偿、粒子脉冲形状 鉴别等数据处理方面的不足，在滤除噪声的同时，用小波分析方法将数字核脉冲信号滤波 成形为墨西哥草帽小波信号，解决了核脉冲的数字墨西哥草帽小波成形需求。
[0006] 本发明是通过W下技术方案实现的，具体包括：
[0007] 把墨西哥草帽母小波的一阶导数作为母小波，与指数衰减核脉冲信号进行小波变 换，利用卷积积分性质，可W推导出指数衰减核脉冲信号墨西哥草帽小波成形的系统函数
式中το为指数衰减信号时间常数，S为小波变换尺度， h(t)为有限长信号，在离散域中，通过求指数衰减核脉冲信号f (η)与有限长信号Μη)的卷 积可W实现墨西哥草帽小波成形；
[000引直线信号b(t)=kt + c，式中k，c为常数，b(t)与系统函数系统函数
的卷积恒等于0,指数衰减信号叠加 b(t)基线，经过墨 西哥草帽小波成形后，基线恒等于0，成型后无需再进行基线扣除；
[0009]在没有弹道亏损的情况下，核脉冲信号经过墨西哥草帽小波成形后，波形的左右 极小值是对称的，当存在弹道亏损时，成形后的波行左右极小值不再对称，可w用成形后的 波行左右极小值的差值量化弹道亏损程度，该量化值连续，且利用该值衡量弹道亏损具有 较高的灵敏度；
[0010] 通过量化弹道亏损程度后，可W根据量化的弹道亏损程度进行多种粒子脉冲形状 甄别；
[0011] 通过量化弹道亏损程度后，可W根据弹道亏损程度量化值采用乘W系数的方法补 偿因弹道亏损引起的脉冲幅度下降。
[0012] 与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可W具有如下优点：
[0013] 有效克服核脉冲信号其它数字滤波成形方法在基线扣除、弹道亏损量化与补偿、 粒子脉冲形状甄别等数据处理方面的不足，用小波分析方法将数字核脉冲信号滤波成形为 墨西哥草帽小波信号，成形后的波形具有W下较好的特性:成形后的波形基线恒等于0,无 需再扣除基线；弹道亏损可W通过墨西哥草帽小波左右两个极小值的差值量化，量化值连 续，且利用该值衡量弹道亏损具有较高的灵敏度;可W通过弹道亏损量化值进行粒子脉冲 形状甄别。
[0014] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0015] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0016] 图1是墨西哥草帽小波成形过程及弹道亏损量化示意图；
[0017] 其中图1(a)是无弹道亏损情况下的示意图；
[0018] 图1(b)是有弹道亏损情况下的示意图；
[0019] 说明：（l)M(t)=f(t)*h(t):
[0020] (2)弹道亏损量化为移镑:，其中
[0021] 图2是墨西哥草帽小波成形数据处理并行数字逻辑单元分布图；
[0022] 图3是弹道亏损相关量曲线关系图。
【具体实施方式】
[0023] 容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般 技术人员可W提出本发明的多个结构方式和制作方法。因此W下【具体实施方式】W及附图仅 是本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为本发明技术方案的 限定或限制。
[0024] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
[0025] 指数衰减数字核脉冲信号墨西哥草帽小波成形实时数据处理算法推导如下：
[00%]墨西哥草帽母小波函数表达式为：
[0034] 显然
由可容许性条件可知iKt)可作为小波母波函数， 其卷积型小波基函数为，
[0035] 、 (2-5)
[0036] 核福射探测器前置放大器输出信号表达式为：
[00 別
(2-6)
[0038]式(2-6)中Η为指数衰减信号脉冲幅度，το为指数衰减信号时间常数，u(t)如式(2- 7)所示，
[0042]式(2-8)中S(t)为单位冲激函数，W式(2-5)为小波基函数，对f(t)作小波变换，贝1J
[0046] 整理得，
[0050]式(2-12)中το为指数衰减信号时间常数，S为小波变换尺度，由式(2-11)和式(2- 12)可知，f(t)与h(t)的卷积为：
[0化1 ]
[0化2]显巧
即h(t)为有限长信号，贝化(t)可离散化为，
[0化3]
[0054]式(2-14