《基於圖像識別的數字核信號獲取和高精度重建研究》是依託四川大學，由張軟玉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於圖像識別的數字核信號獲取和高精度重建研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張軟玉
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結構簡潔、功能靈活的優勢使數位化核測量系統成為基礎核研究和核技術套用中主導的測控工具。本課題以基於波形圖像識別的思路,對數位化核儀器構建的基本問題：核信號經數位化入口處數字採樣環節引入的畸變和誤差；數字核信號的一種圖形化獲取方法；基於數字圖像識別的核信號高精度重建理論等問題進行探索性研究。以期（1）為數位化核儀器提供一種新的數字核信號獲取和高精度重建方法；為能量、時間和粒子類型等多種核信息提取和核過程控制提供一種失真小精度高的數位化核信號資料庫。（2）為適用於不同核測量的數位化核測量系統結構、前端線路和信號數位化採樣單元提供一種設計和參數選擇的理論依據，以便用更少量、更經濟的硬體配合本研究完成的數字核信號智慧型化採集和高精度重建方法及軟體，實現所需精度的數位化核測量系統的構建。（3）為核信號的實時數位化獲取、處理、壓縮和傳送以及具有實時數位化功能的新一代外掛程式的研究和開發提供一種理論依據和實現可能。
結題摘要
基於波形數位化的核測量系統統稱為數位化核測量系統。該領域起自上世紀70年代，經歷了80年代的緩慢發展，90年代的復甦期和近20年的快速發展，目前已進入了完善和亟待突破的階段。從數位化核測量技術發展的歷程中可以看出，其成長和成就很大程度上依賴於計算機及數位化元器件和與其相關的先進理論和技術的支持。因此怎樣結合核信號的特點，充分借鑑相關領域的新思想和新技術，是數位化核信號獲取和處理方向的有效思路和發展捷徑。本項目正是受到目前數位化領域的熱點之一——數字圖像和處理技術的啟發，根據核探測器輸出核信號的波形具有時間上的隨機性和形狀上的確定性的特點，確立了從圖像識別入手展開核信號獲取和重建的研究。分別對三方面問題進行了較深入研究。（1）基於圖像識別的數字核信號分析和處理原理和方法的研究。（2）基於數位訊號處理方法的智慧型化核信號獲取理論和方法的研究。（3）組建實驗平台，開展數字核測量系統構成方法的研究。分別取得了如下結果：建立了一種將數位化核信號波形轉化為參數可調的數位化灰度圖像的原理和方法；運用數字圖像處理技術，實現了對數字核信號波形模板的提取，可做到對波形整體或局部波形模板的靈活提取，可以在不改變信號波形形狀的同時，大大提高信號的信噪比。經數字能譜獲取系統驗證，該方法是正確的。運用該研究成果，我們繼續研究了基於模板比較法的n/γ甄別原理和算法，並取得了較好的結果。該成果將套用於暗物質探測項目的研究中。另一方面，我們建立了一套智慧型化核信號獲取原理和方法，該方法立足於高精度波形獲取系統，通過在數字域中對數位化信號的抽取和插值操作，比較抽取插值前後波形的畸變率，確定最佳採樣頻率；並實現了對同一信號波形上升沿和下降沿分別採用不用頻率抽取，在確保數采精度的同時使數據量大大減少。該系統已完成了FPGA中算法的實現。最後我們建立了用於本項目中各種理論和方法驗證的實驗平台，在搭建平台時解決了商用數采卡與不同核探測器匹配的問題，完成了專用於本研究的數據獲取和處理的軟體環境的設計和部分功能的實現。以上研究成果既完成了本項目申請之初設定的研究目標，又為下一步的工作奠定了很好的基礎。
