[发明专利]一种能量谱和时间谱的降噪方法

说明书

本发明提供了一种能量谱和时间谱的降噪方法，可以对噪声进行有效抑制，同时又能最大限度的保留有效信息不被剔除从而不引入测量偏差。该方法包括：对收集的谱数据整理，去除异常点；将所有采样时间点或采样深度点的数据谱存入一个矩阵中，以该矩阵为基础求出本征值和本征向量；求出每个采样数据在其本征向量空间中的投影值；依据设定的条件选取主要的组分数量，从新计算并得到新的谱数据；重新的谱数据依据条件进行判断等步骤；通过只提取各个数据点在其主要本征向量空间的组分，就可以把噪声相关组分过滤掉，达到去噪和保留有效信息的目的。

技术领域

本发明属于降噪技术领域，具体涉及一种基于主成分方法降低能谱或者时间谱中噪声的方法。

背景技术

核物理辐射测量已经广泛应用在科研和工业界的各个领域。核物理辐射测量中的统计涨落是影响测量精度的主要因素之一。在石油放射性测井（也称为核测井）中，测井设备包括放射源（自然界或者人工的放射源）和探测器（也称为传感器）。测量时，测井设备被下放到地下待测量的目标层段，在提拉或者下放仪器的过程中记录放射出来的粒子的能量与时间信息。在中子活化分析相关测量中，也要对快、慢中子与样本材料发生核反应产生的非弹性伽马、俘获伽马等进行记录，利用其信息反映样本元素组分、含量、结构等信息。

如果被探测到的射线粒子在不同能量间隔内被记录下来，这样形成的粒子计数分布通常被称为能谱。如果以不同时间间隔被记录下来，这样形成的粒子计数分布通常被称为时间谱。每一个能量间隔或者时间间隔被成为一个能量道或者时间道。地层信息就从能谱或者时间谱中提取。然而，如果每道中粒子计数不高，就意味着能谱或者时间谱的统计不好，待测量或被提取的信息，如在某一能窗中提取的粒子计数就不准确，从而影响仪器的精度。这样就需要一种降低统计噪声（在某些领域也被称滤波、平滑）的方法来提高仪器测量精度。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种可以有效降低谱数据噪声的数据处理方法，可以对噪声进行有效抑制，同时又能最大限度的保留有效信息不被剔除从而不引入测量偏差。

技术方案：

一种能量谱和时间谱的降噪方法，其特征在于：

该方法包括以下步骤：

（1）对收集的谱数据整理，去除异常点；

（2）将所有采样时间点或采样深度点的数据谱存入一个矩阵中，以该矩阵为基础求出本征值和本征向量；

（3）求出每个采样数据在其本征向量空间中的投影值；

（4）依据设定的条件选取主要的组分数量，重新 计算并得到新的谱数据；

（5）对新的谱数据依据条件进行判断，如果有效信息没有被去除而且噪声仍然较大，减少（4）中的组分数量重新计算谱数据；如果有效信息被去除，增加（4）中的组分数量并重新计算谱数据。

所述的能量谱和时间谱的降噪方法，其特征在于：若采样点的数量没有达到该方法适用的下限，即50个采样点，停止处理或回到步骤（2）继续采集更多谱数据；若采样点有足够多数据，则继续。

所述的能量谱和时间谱的降噪方法，其特征在于：所述步骤（2）中，每个采样点的谱数据道址上的计数为矩阵的一行，所有的采样点组成一个以道址为列、以采样点为行的数据矩阵。

所述的能量谱和时间谱的降噪方法，其特征在于：将每个采样点的谱数据在本征向量空间展开。

所述的能量谱和时间谱的降噪方法，其特征在于：所述步骤（4）中依据设定的条件选取主要的组分数量，具体为以下ab方法中之一：a.选取一个介于最小值——1和最大值——总的组分数量之间的任何一个值；b.为节省计算时间，给定一个组分值，比如80%，确定所使用的组分数量。