[发明专利]一种适用于强背景噪声下低能质子束的束流截面处理方法

权利要求书

1.一种适用于强背景噪声下低能质子束的束流截面处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采用基于KNN的背景减除法，将CCD相机获取到的原始数据进行背景减除法处理，得到束斑边界；

步骤2：对步骤1的结果再次进行去除本底噪声的处理，滤除噪点，同时进行人工标注未滤除的噪点，得到去噪声数据；

步骤3：对去噪声数据进行数据拟合，数据拟合包括对束斑截面边界、束斑截面强度分布和中心位置进行拟合；

步骤4：对拟合后数据进行束流截面计算，得到束斑中心位置和束斑的大小。

2.如权利要求1所述的一种适用于强背景噪声下低能质子束的束流截面处理方法，其特征在于：所述CCD相机获取到的原始数据为灰度图片。

3.如权利要求1所述的一种适用于强背景噪声下低能质子束的束流截面处理方法，其特征在于：在执行步骤3时，数据拟合包括最小二乘法椭圆拟合和非线性二维高斯拟合；

最小二乘法拟合椭圆用于对束斑中心位置进行拟合，其公式如下：

其中，(σ_x，σ_y)为束斑的中心位置，θ为束斑和拟合所选的坐标系的x轴的夹角，a和b分别为拟合的椭圆的半长轴和半短轴的长度，将椭圆按照实际测量过程中截面靶和束流方向的夹角做投影，求得束流截面的边界；

二维高斯拟合的方法用于对束流强度分布进行拟合，得到束斑截面的高斯分布函数，高斯分布函数的公式如下：

其中，A为高斯拟合的振幅，(x₀，y₀)为二维高斯分布的中心，(σ_x，σ_y)为二维高斯分布x，y上各自的方差；

根据高斯分布函数，得到x，y方向的半高宽，从而得到束斑的大小。

4.如权利要求1所述的一种适用于强背景噪声下低能质子束的束流截面处理方法，其特征在于：在执行步骤1时，去除本底噪声时的本底噪声为束斑边界以外的所有位于截面靶上的点的像素的平均值。