基于稀疏表示理論的微弱核輻射信號檢測方法研究及實現(xiàn)
本文選題:稀疏表示 切入點:核脈沖信號重構(gòu) 出處:《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著核科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,給我們的生活帶來巨大利益的同時,一旦發(fā)生核泄漏、核恐怖襲擊以及核材料丟失等事故,將對社會公共安全造成極大的威脅。因此,加強對核輻射信號的探測,及時遏制核事故的發(fā)生,具有十分重要的現(xiàn)實意義。目前,基于伽馬能譜的傳統(tǒng)核信號探測方法,由于受環(huán)境本底噪聲的影響,很難實現(xiàn)對微弱核信號的探測。因此,研究高效率的微弱核信號探測方法,具有十分重要的工程應(yīng)用價值。本文從信號表征出發(fā),結(jié)合理論與實際工程應(yīng)用,重點研究基于稀疏表示的微弱核脈沖信號重構(gòu)與分解方法以及實驗實現(xiàn)。具體研究內(nèi)容如下:針對強非平穩(wěn)時變噪聲背景下微弱核輻射信號信噪比低的問題,通過改進的匹配追蹤算法和正則匹配追蹤算法,分析核輻射信號在時域、頻域上的特征,對傳統(tǒng)核輻射信號探測方法進行研究,進而提出基于稀疏表示理論來恢復(fù)核輻射信號的方法。通過稀疏表示理論中的分解算法和重建算法,建立信噪分離模型,依據(jù)核脈沖信號特征建立具有自適應(yīng)特征的Gabor冗余字典,基于該字典并利用正則匹配追蹤算法對核脈沖信號進行恢復(fù)。設(shè)計核輻射探測實驗平臺,基于該平臺驗證了匹配追蹤算法和正則匹配追蹤算法在實現(xiàn)微弱核脈沖信號恢復(fù)的有效性。
[Abstract]:With the rapid development of nuclear science and technology, its application is becoming more and more extensive, which brings great benefits to our life. At the same time, once there are nuclear leakage, nuclear terrorist attacks and loss of nuclear materials and other accidents, Therefore, it is of great practical significance to strengthen the detection of nuclear radiation signals and to contain the occurrence of nuclear accidents in time. At present, the traditional nuclear signal detection method based on gamma spectroscopy is of great practical significance. It is very difficult to detect weak nuclear signal because of the influence of background noise. Therefore, it is very important to study the detection method of weak nuclear signal with high efficiency. Combining theoretical and practical engineering applications, The reconstruction and decomposition method of weak nuclear pulse signal based on sparse representation and its experimental implementation are studied. The main contents are as follows: aiming at the problem of low signal-to-noise ratio of weak nuclear radiation signal under strong non-stationary time-varying noise background, Through the improved matching tracing algorithm and the regular matching tracking algorithm, the characteristics of nuclear radiation signal in time and frequency domain are analyzed, and the traditional nuclear radiation signal detection method is studied. Then, a method based on sparse representation theory to recover nuclear radiation signal is proposed, and the separation model of signal and noise is established through the decomposition algorithm and reconstruction algorithm in sparse representation theory. Based on the feature of nuclear pulse signal, the Gabor redundancy dictionary with adaptive characteristics is established, and the nuclear pulse signal is recovered by using regular matching tracking algorithm. The experimental platform for nuclear radiation detection is designed. Based on this platform, the effectiveness of matching tracking algorithm and regular matching tracking algorithm in the restoration of weak nuclear pulse signal is verified.
【學(xué)位授予單位】:西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TL751
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,本文編號:1659660
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