[发明专利]一种基于SLA算法的ISLA种子局部平均成谱算法

说明书

本发明公开了一种基于SLA算法的ISLA种子局部平均成谱算法，本发明对SLA进行优化后提出的ISLA算法，新的谱处理方法相比于传统的MCA法在能量分辨率上有较大的改善，也弥补了SLA算法的计数率损失，不仅有效地降低了谱线半高宽，锐化了谱峰，同时也不会造成计数率损失，ISLA算法为降低探测器噪声提供了一种实时、高效、通用的处理方法，并且具有可证明的理论保证，这对提高探测器的能量分辨率具有极大的应用意义。

技术领域

本发明涉及矿产勘探技术领域，尤其涉及一种基于SLA算法的ISLA种子 局部平均成谱算法。

背景技术

随着矿产勘探技术的发展，X荧光光谱分析作为一种元素含量分析技术，可 对样品中元素含量进行定量或者半定量分析。半导体探测器以其较高的能量分 辨率被广泛采用，目前X荧光光谱分析中常用的探测器大多为电制冷型半导体 探测器，如Si-Pin探测器、SDD、FAST SDD等。受电子技术以及核信号处理技 术的推动，测量系统的能量分辨率已经接近探测器的固有分辨率，在某些特定 的应用场合中，采用能量分辨率最好的探测器仍然不足以完成对样品中各元素 的甄别，更不能有效地计算出各元素的含量(G.Bertuccio etal.,2016；Er-Lei Chen et al.,2017；R.J.Cooper et al.,2018)。

为了进一步提高测量精度，更加有效地对X荧光光谱中的元素进行甄别，很 多学者和研究人员在改善计数率和谱线能量分辨率上进行了研究，也取得了相 应的研究成果。不管是针对计数率还是能量分辨率，数字脉冲成形都是一种有 效的脉冲处理方法，能够有效地改善测量结果的精确度。常见的数字成形方法 包括三角成形(A.Regadio,et al.,2014；N.Menaa,et al.,2011)、数字梯形成形(G. Zeng,et al.,2017)、尖顶成形(V.T.Jordanov,2012)、CR-RC^m数字滤波成形 (Huai-Qiang Zhang,et al.,2019)以及单位脉冲成形(V.T.Jordanov,2015；Hong X. et al.,2018)。不同的成形方法有不同的应用环境，也能够达到不同的应用效果， 比如堆积脉冲校正(M.E.Hammada et al.,2019)、计数率饱和校正(Mahdi Haghighatafshara et al.,2019)等。

数字脉冲成形在成谱过程中属于前处理的方式，而在改善能量分辨率的研究 中，大多是利用反卷积对获得的谱线进行后处理，后处理方法需要将获取到的 谱线建模为输入谱线与探测器响应函数的函数这两个变量的函数，探测器的响 应函数又由输入脉冲和输出脉冲的幅度的概率分布决定。常见的几种后处理方 法包括谱平滑(Yong-Li Liu etal.,2019；Xing-Ke Ma et al.,2019)、极大似然估计 法(Harriet Linda et al.,2018)以及最大熵(Alessandro Barducci et al.,2013)，这 些方法都涉及非常复杂的反褶积数学建模过程，计算量大且通用性不强，每更 换一种探测器就需要重新进行建模分析(L.J.Meng et al.,2000)。

针对上述问题，现有技术有脉冲剔除法(Tang L.,et al.,2018a)和脉冲修复 法(Tang L.,et al.,2018b)来提高脉冲幅度的可靠性，从而降低测量结果的统计 涨落。在此基础上，本发明以MCA谱分析法和种子平均算法(SLA)(Valentin T.Jordanov,2005)为比较对象，提出一种改进的种子平均算法(ISLA)，并对该 算法进行了理论推导和应用效果评价，结果表明新的谱处理方法相比于传统的 MCA法在能量分辨率上有较大的改善，也弥补了SLA算法的计数率损失，应用 效果良好。

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于SLA算法的ISLA种子局部平均成谱算法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：