脈沖處理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及脈沖處理。本發(fā)明涉及用于分析包括隨機間隔事件（301、302）的模擬信號（圖3、400）的方法，所述事件具有事件高度，所述方法包括：·將信號轉(zhuǎn)換成樣本的序列S(t)，其中t是采樣的時刻，由此形成經(jīng)采樣的離散時間信號，·檢測事件的存在，事件在t=T處被檢測，·使用事件之前的數(shù)個樣本和S(T)之后的數(shù)個樣本來估計事件高度，所述方法還包括：·針對t=(T?Δ1)到t=(T+Δ2)使用模型（412、圖5）來估計噪聲貢獻(xiàn)N(t)，噪聲貢獻(xiàn)從t≤(T?Δ1)情況下的樣本S(t)和/或t≥(T+Δ2)情況下的樣本S(t)導(dǎo)出，其中Δ1和Δ2是預(yù)確定或預(yù)設(shè)定的時間段，Δ1具有使得事件對在(T?Δ1)之前所取得的樣本具有可忽略貢獻(xiàn)的值，并且Δ2具有使得事件對在(T+Δ2)之后所取得的樣本具有可忽略貢獻(xiàn)的值，·通過從(T?Δ1)到(T+Δ2)對樣本的序列進(jìn)行積分再減去針對所述樣本的噪聲貢獻(xiàn)來估計事件高度E，。在本發(fā)明的重要方面中，經(jīng)采樣的信號經(jīng)受導(dǎo)致所述事件在時間上被壓縮的稀疏化操作。該方法對于在SEM中使用的諸如硅漂移檢測器的X射線檢測器尤其有用。通過估計對信號的噪聲貢獻(xiàn)來以改進(jìn)的精度估計階躍高度。本發(fā)明還描述了被用作模型的若干方法。
【專利說明】脈沖處理
[0001] 本發(fā)明涉及用于分析包括隨機間隔事件的模擬信號的方法，該方法包括： ?將該信號轉(zhuǎn)換成樣本序列s(t)，其中t是采樣的時刻，由此形成經(jīng)采樣的離散時間 信號， ?檢測事件的存在，該事件在t=T處檢測， ?使用事件之前的數(shù)個樣本和S(T)之后的數(shù)個樣本來估計事件高度。
[0002] 本發(fā)明還涉及裝配成執(zhí)行該方法的裝置。
[0003] 當(dāng)X射線光子或電子撞擊半導(dǎo)體檢測器時，在檢測器中生成數(shù)個電子-空穴對。通 過使檢測器偏壓，要么通過外部施加的電壓要么通過由于半導(dǎo)體材料的摻雜所致的內(nèi)建內(nèi) 部電場，電子被吸引到陽極或者空穴被吸引到陰極。這導(dǎo)致脈沖。該脈沖可以被檢測，優(yōu)選 地在首先例如利用FET放大器放大信號之后?，F(xiàn)在通過檢測脈沖高度，可以確定X射線光子 或電子的能量。如技術(shù)人員所已知的，X射線光子的能量是發(fā)射所述光子的元素的指示。
[0004] 歐洲專利申請?zhí)朎P2653892A1描述了一種用于分析硅漂移檢測器(SDD)的信號以 用于帶電粒子裝置中的X射線檢測的方法。分析信號以檢測階躍(step)，從而估計每一個階 躍之前和每一個階躍之后的信號電平，并且使用這些估計，通過從彼此減去兩個電平來估 計階躍高度。通過隨時間對信號進(jìn)行平均(積分)來估計每一個階躍之前的電平:平均得越 久，信號中的方差(variance)就越低。然而，限制最大積分時間以避免源于低頻噪聲、泄露 等的噪聲貢獻(xiàn)。
[0005] 要指出的是，階躍是通過FET放大器對脈沖的（模擬)積分的結(jié)果。
[0006] 從美國專利號US 7,966，155B2已知另一種這樣的方法。
[0007] 該美國專利描述一種方法，包括將信號轉(zhuǎn)換成樣本序列，檢測階躍的存在，通過通 過使用可切換積分器對信號進(jìn)行濾波來估計階躍之前和階躍之后的信號，以及通過從彼此 減去兩個電平來估計階躍高度。兩個積分器的積分時間是依賴于所述脈沖與之前和之后脈 沖之間的時間段而可選擇的。
[0008]已知的是，X射線光子或電子可以例如在半導(dǎo)體設(shè)備中檢測(假定光子或電子是能 量充沛的）。在歐洲專利申請中和在美國專利中描述的兩種方法可以用于確定在半導(dǎo)體設(shè) 備（例如SDD)或Geiger=_ilter設(shè)備中所檢測的X射線光子的能量，或者用于檢測在半導(dǎo)體 檢測器中所檢測的電子的能量。
[0009]在歐洲專利申請中和在美國專利中描述的兩種方法嘗試盡可能良好地確定事件 之前和之后的信號電平。如果事件之間的時間很小，則事件之間的信號電平的估計的方差 由于信號對噪聲問題而是高的。（FET)放大器的信號的噪聲源可能是：串聯(lián)噪聲、并聯(lián)噪聲 和放大器輸入處的1/f，并且在X射線和電子檢測器的情況下，F(xiàn)ano噪聲是由于在事件中生 成的電子(傳入的光子或電子)的數(shù)目的非確定性所致的。
[0010] 在歐洲專利申請中和在美國專利中描述的兩種方法針對當(dāng)事件之間的時間減小 時的事件高度給出較不可靠的值。對于兩種方法，以高計數(shù)速率進(jìn)行操作因此耦合到針對 事件高度的較不可靠的值。
[0011] 存在針對允許以高計數(shù)速率對事件高度的更可靠估計的方法的需要。
[0012] 為此目的，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于 ?針對t = (T-A：l)到t =(T+A2)使用模型來估計噪聲貢獻(xiàn)N(t)，噪聲貢獻(xiàn)從t < (T-AJ情況下的樣本S(t)和/或t 2 (T+A2)情況下的樣本S(t)導(dǎo)出，其中AjPA2是預(yù) 確定或預(yù)設(shè)定的時間段，A :具有使得事件對在(T-AJ之前取得的樣本具有可忽略貢獻(xiàn)的 值，并且△ 2具有使得事件對在(T+A 2)之后取得的樣本具有可忽略貢獻(xiàn)的值。
[0013] ?通過從(T-A 〇到(T+A2)對樣本序列進(jìn)行積分再減去針對所述樣本的噪聲貢 獻(xiàn)來估計事件高度E，
[0014] 本發(fā)明基于以下見解:事件發(fā)生的時間間隔期間的噪聲可以至少部分地從事件之 前和/或之后的樣本估計。通過在事件發(fā)生的時段之上對信號進(jìn)行積分并且從其減去噪聲 而做出對事件高度的更準(zhǔn)確估計。換言之:本發(fā)明基于噪聲中的相關(guān)性的(創(chuàng)造性的)使用。
[0015] 信號源的非窮盡列表為： ?用于檢測X射線的硅x射線檢測器(諸如PIN二極管或SSD)， ?用于在粒子-光學(xué)裝置中使用的電子檢測器， ?用于檢測例如音"爆"的聲學(xué)檢測器，諸如麥克風(fēng)， ?用于檢測例如來自諸如飛機的黑匣子之類的電子設(shè)備的"聲脈沖(ping)"的水聽 器， ?地震檢測器， ?用于檢測輻射的超導(dǎo)輻射熱測量計， ?閃爍檢測器。
[0016] 信號可以通過采樣與保持設(shè)備進(jìn)行采樣以在使用桶組式延遲線的設(shè)備中處理，或 者通過使其經(jīng)過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器以用于在數(shù)字域中處理。
[0017] 在信號被采樣之前，可以對其進(jìn)行濾波。通過例如對信號進(jìn)行差分來減少要采樣 的信號的動態(tài)范圍；作為結(jié)果，可以實現(xiàn)改進(jìn)的信號表示。通過例如積分來避免混疊。在采 樣之前的這樣的操縱(例如利用模擬濾波器)可以被稱為信號"整形"。
[0018] 在本發(fā)明的特別有利的實施例中，在將信號轉(zhuǎn)換成樣本序列之后，其經(jīng)受使得所 述事件在時間上被壓縮的稀疏化操作。通過以該方式壓縮事件，其將橫跨/占據(jù)較少樣本 (樣本窗口），從而允許在其邊界內(nèi)對噪聲行為的更準(zhǔn)確估計。本發(fā)明的這方面例如在圖4中 圖示，其中在塊402中描繪了適當(dāng)?shù)木€性(與能量成比例的）濾波操作一一其可以例如將事 件的時間跨度從寬度為ca. 1000個樣本窗口減小成寬度為ca. 20個樣本窗口級。應(yīng)當(dāng)指出 的是，這樣的稀疏化是事件"拉伸"的對立面，例如如在US 5,307,299中所執(zhí)行的那樣，其中 事件被轉(zhuǎn)換成延伸的階躍，其中具有相關(guān)聯(lián)噪聲中的"隨機游走"的隨之而來的問題。其還 不同于W0 2003/040757 A2中的方案，其例如"照原本的樣子"處理事件，而不嘗試壓縮或拉 伸它。實現(xiàn)創(chuàng)造性的稀疏化的一種方式是利用連續(xù)時間傳遞函數(shù)的離散時間變換對傳入信 號進(jìn)行濾波： 其中:%和％是被選擇成最大化信號對噪聲比（SNR)的時間常量，并且和>(其中解 指示頻率，并且采用匹配的零極點離散化方法然后得出FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波 器：
其中是采樣周期，并且Z對應(yīng)于離散化后的S。該濾波操作的輸出得出諸如在圖4的 塊404中示出的結(jié)果，其中原始脈沖事件已經(jīng)被壓縮成與狄拉克S函數(shù)相似的形式。這是有 利的，在于： -(在脈沖內(nèi)）要估計的樣本數(shù)目減少； -同時，更多樣本對于隨后脈沖之間的估計目的而變得可用。
[0019] 事件可以例如是信號中的脈沖，或者信號上的階躍(例如塊的側(cè)緣）、或者緊隨有 衰減時間的邊緣。如果已知的是信號為卷積信號，則信號可以在采樣之前(使用例如電積分 器和/或差分器)或者通過使經(jīng)采樣的信號經(jīng)過濾波器來去卷積。
[0020] 噪聲預(yù)測模型可以包括:線性插值、外推、自回歸建模(AR建模）、ARMA建模、或者基 于線性最優(yōu)間隙插值(LOG I)的方法。
[0021] 建?？梢允鞘褂霉潭ǖ膮?shù)集合的建模(例如使用針對A :和A 2的固定值），或者 可以使用可變的參數(shù)集合，例如使用依賴于較早噪聲(在t=T之前的信號）的時間的針對A 1 和△ 2的值。
[0022] 要指出的是，樣本數(shù)目可以依賴于之前或之后事件發(fā)生的時刻：當(dāng)時段小時，僅使 用少數(shù)樣本，而對于長時段，樣本數(shù)目可以被限制為最大數(shù)目。
[0023] 在本發(fā)明的一方面中，裝置被裝配有X射線或次級電子檢測器以及可編程處理器 以用于處理所述檢測器的數(shù)據(jù)，處理器被編程為執(zhí)行前述方法中的任一項。
[0024]該方面描述了一種帶電粒子裝置，例如掃描電子顯微鏡（SEM)，或者使用X射線源 的裝置，例如裝配有SDD和處理器以用于處理由檢測器產(chǎn)生的信號。
[0025]在實施例中，在其中樣本被輻照的帶電粒子裝置是其中有能量電子的聚焦束輻照 樣本的裝置，響應(yīng)于所述輻照，X射線和/或次級電子由樣本發(fā)射而被檢測器檢測。
[0026]眾所周知的是，樣本的X射線分析可以使用例如10keV或更多的束能量在SEM中完 成。
[0027] 現(xiàn)在使用附圖闡明本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記指代對應(yīng)的特征。
[0028] 為此目的： ?圖1A示意性示出SDD; ?圖1B示意性示出圖1A的細(xì)節(jié)； ?圖2示意性示出SDD的FET放大器部分的電圖解； ?圖3示意性示出電荷放大器之后的SDD的輸出信號； ?圖4示意性示出根據(jù)方法的工作流； ?圖5示意性示出ARMA模型的波特圖；以及 ?圖6a-6d示意性示出可以如何對信號進(jìn)行插值。
[0029] 圖1A示意性示出SDD。
[0030] SDD是硅晶片(或其部分)扭，其示出了高純度的體積，或者至少示出了第一側(cè)11與 第二側(cè)叢之間的少許重組側(cè)。側(cè)11包括陽極16并且側(cè)叢包括陰極19。在這兩個側(cè)之間的體 積中生成的任何電子/空穴對的電極將漂移至陽極并且空穴到（多個）陰極。側(cè)11在第一側(cè) 11處示出了形成FET的漏極的中心電極12。圍繞中心電極的電極13形成FET的柵極，并且圍 繞電極13的電極14形成FET的源極。FET通過圍繞電極12、13和14的屏蔽電極15而從硅晶片 的其余部分屏蔽，均橫向地并且在晶片"內(nèi)部"。陽極連接到FET的柵極(在圖1A中未示出連 接)。
[0031] 圍繞陽極而形成數(shù)個同心電極17-i。這些同心電極中的最內(nèi)者連接到接近陽極電 壓的電壓，接連的環(huán)17-i連接到從稍微高于針對這些電極中的最內(nèi)者的陽極電壓向接近或 等于針對最外電極的陰極電壓的電壓增加的電壓。
[0032] 環(huán)電極17-i導(dǎo)致晶片內(nèi)的電場，其將所有電子從電子/空穴對引導(dǎo)到陽極，陽極僅 是小結(jié)構(gòu)并且因而僅示出相對于陰極的小電容。
[0033] 要指出的是，在工作中，在陽極與陰極之間施加電壓差。據(jù)此，陽極相對于陰極的 電容減小。在工作中具有0.15pF的陽極電容的SDD在商業(yè)上是可用的。
[0034]圖1B示意性示出圖1A中所示的SDD的細(xì)節(jié)。圖1B示出了從中心直到陽極的部分。此 處將FET的柵極與陽極16之間的連接示意性示出為金屬化部21。側(cè)18是對輻射靈敏的側(cè)。在 該表面下方示出靈敏體積20。入射在靈敏表面上的X射線穿透到體積中并且在該體積中生 成數(shù)個電子/空穴對。電子/空穴對的數(shù)量依賴于光子的能量。在正常操作中，光子數(shù)目使得 可以單獨地檢測每一個事件，并且因而每事件(也就是說:每入射光子)的電子/空穴對的數(shù) 目。
[0035] 電荷在陽極上累積，從而促使陽極的電壓變得越來越為負(fù)（相對于陰極)直到通過 利用例如重置(reset)二極管(未示出）重置陽極而引起陽極的重置。
[0036] 可替換地，從FET的漏極向其柵極的泄露電流可以用于補償平均電荷累積。
[0037] 要指出的是，通常反饋電容器集成在SDD上，從而將陽極連接到輸出，但是該電容 器也可以被置于SDD外。
[0038] 圖2示意性示出SDD(的部分)的電子表示。
[0039]電子表不不出了在電荷放大器配置中使用的SDD?？?00內(nèi)的部分是如圖1A和1B中 所示的SDD晶片的部分，其它部分在SDD晶片外部。
[0040] SDD包括陰極201和陽極202、柵極內(nèi)部連接到陽極202的FET 203、一側(cè)連接到陽極 202的反饋電容器205、以及采用陰極連接到陽極202的二極管204的形式的重置元件。連接 到SDD的輸出的是其陰極、FET的源極和漏極、反饋電容器的未連接到陽極202的側(cè)、以及重 置二極管的陽極。FET的源極和陰極201的外部連接一起結(jié)合到接地電勢。FET的漏極連接到 放大器206。放大器的輸出連接到SDD上的反饋電容器并且因而形成電荷放大器。另外的重 置邏輯207連接到放大器的輸出，其向重置二極管的陽極產(chǎn)生脈沖，作為其結(jié)果，SDD被重 置。
[0041] 要提及的是，當(dāng)FET被用作源極跟隨器時，并且在漏極和柵極之間的電壓V鄉(xiāng)變化 的情況下，檢測器可以在所謂的"連續(xù)重置模式"下操作，在其中重置邏輯不是有效的，或者 甚至不存在，并且FET的漏極/柵極電壓生成（電壓依賴的）泄漏電流，其補償所感應(yīng)的（平 均）陽極/陰極電流。
[0042] 未示出但是對于操作檢測器必需的是用于使陽極202、FET的漏極和同心環(huán)17-i偏 壓的電子器件。要指出的是，用于同心環(huán)的電壓可以從集成于SDD上在其陽極與其陰極之間 的電阻網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出。
[0043] 要指出的是，放大器的輸出連接到另外的電子器件和邏輯以確定由入射光子產(chǎn)生 的電荷放大器的脈沖高度。
[0044] 在應(yīng)用注釋AN-SDD-003 : Amptek娃漂移檢測器（http : //www ? amptek ? com/pdf/ ansdd3.pdf)中，更具體地在圖10及相關(guān)聯(lián)的文本中，討論了該電路的噪聲。
[0045]圖3示意性示出電荷放大器(圖2中的206)之后的SDD的輸出信號。
[0046]輸出信號（典型地為電壓)示出了數(shù)個階躍，例如階躍301和302,其通過例如間隔 303的間隔而分離。這些階躍是光子撞擊在二極管上的結(jié)果。階躍的高度變化，并且是針對 光子能量的量度。清楚可見的是在階躍之間的信號上的噪聲具有峰到峰值304。進(jìn)一步示出 的是，當(dāng)信號超出預(yù)確定的電平時，電荷放大器被重置，從而導(dǎo)致信號305的降低。
[0047] 圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0048] 在示出水平軸和豎直軸的框中，水平軸示意性示出時間軸，并且豎直軸示意性示 出信號的幅度。
[0049] 框400示出在濾波(在該情況下為差分(高通濾波）)之后的圖3中所示的信號。濾波 使信號的動態(tài)范圍降低成稍微大于一個階躍(事件）的動態(tài)范圍，并且因而降低對采樣信號 的ADC的約束。
[0050] 框402示出（經(jīng)采樣的）信號的稀疏化，從而導(dǎo)致框404中示出的（時間上)經(jīng)壓縮的 信號。該具體稀疏化步驟一一在該具體情況下在時間上壓縮信號的濾波操作一一導(dǎo)致算法 的改進(jìn)性能。
[0051]框404示出在框402中所示的濾波動作之后經(jīng)壓縮的信號，信號被分成兩個流：一 個流去往框406并且一個去往求和節(jié)點416。在該經(jīng)壓縮的信號中，脈沖清楚地可檢測，在時 亥lJt=T處檢測。
[0052]框406示意性示出其中刪除圍繞脈沖的數(shù)據(jù)部分(從t = (T-AJ到t =(T+A2)的 數(shù)據(jù))的動作。
[0053]框408示意性示出在刪除從t = (T-AJ到t =(T+A2)的數(shù)據(jù)之后的數(shù)據(jù)流。要指 出的是，該數(shù)據(jù)僅包括噪聲，這是因為脈沖明顯貢獻(xiàn)于其的任何信號被刪除(通過框406的 剪刀指示）。
[0054] 框410出于方便起見而示出與框408相同的框。
[0055]框412示意性示出以下動作:確定將什么數(shù)據(jù)用于間隙中的插值，使用所述數(shù)據(jù)查 找插值和/或外推的數(shù)據(jù)以用于插值和模型，以及然后利用由此找到的數(shù)據(jù)填充間隙。該框 示意性示出基于使用存在于使用在t = (T-AJ之前和/或在t =(T+A 2)之后采樣的樣本的 數(shù)據(jù)S(t)中的數(shù)據(jù)的模型的插值動作的結(jié)果。
[0056] 框414示出通過框412的動作所檢索的數(shù)據(jù)的示例。因而，這是對間隙中的噪聲貢 獻(xiàn)N(t)的估計。
[0057] 框416示出針對t = (T-AJ到t =(T+A2)從信號S(t)減去噪聲貢獻(xiàn)N(t)。
[0058] 框418是減去的結(jié)果，并且表示框404的脈沖的估計減去框414中示出的噪聲貢獻(xiàn)。 [0059]框420示意性示出對框418的信號的濾波(積分）。
[0060]框422示出在框420的濾波之后的結(jié)果所得的信號。從該信號可以導(dǎo)出階躍高度。
[0061]此處描述的方法是基于輸入信號的變換使得其可以容易地分成信號分量(x射線 檢測分量)和固定相關(guān)噪聲分量。該相關(guān)噪聲分量隨后用于改進(jìn)對x射線檢測分量的能量內(nèi) 容的預(yù)測。
[0062]此處描述的方法的關(guān)鍵和新穎之處在于經(jīng)變換的信號是固定的。這與例如 EP2653892A1中描述的早先提及的方法、以上提及的脈沖處理器形成對照。這允許我們"訓(xùn) 練"固定模型(框412)，其能夠基于相鄰噪聲分量來做出存在于x射線檢測分量中的噪聲的 預(yù)測。從x射線檢測分量減去所預(yù)測的噪聲分量改進(jìn)了 x射線頻譜的分辨率。我們要指出的 是，因為基于系統(tǒng)特定數(shù)據(jù)來訓(xùn)練模型，所以包括噪聲相關(guān)性的系統(tǒng)缺陷自動得以補償。
[0063] 圖5示意性示出ARMA模型的波特圖，所述模型用于估計間隙中的噪聲貢獻(xiàn)。ARMA模 型可以利用脈沖發(fā)生之前的噪聲信號來訓(xùn)練。優(yōu)選地根據(jù)噪聲的先驗知識訓(xùn)練它，最優(yōu)選 地離線地訓(xùn)練它。要指出的是，訓(xùn)練結(jié)果(要使用的模型)依賴于電子器件的噪聲性質(zhì)、信號 的動態(tài)(例如信號的寬度)等。因此，當(dāng)針對每一個檢測器并且使用盡可能代表真實信號的 信號來訓(xùn)練模型時，獲得最佳結(jié)果(或者更好的:利用盡可能具有代表性的許多樣本）。
[0064] 圖6a_6b示意性示出可以如何對信號進(jìn)行插值。
[0065] 使用該ARMA模型和圍繞間隙的信號（在圖6a中示出）來確定基于脈沖之前的數(shù)據(jù) 的估計(在圖6a中示意性示出）和基于脈沖之后的數(shù)據(jù)的估計(在圖6 b中示意性示出），并且 使用權(quán)重因子來對這兩個估計求和以形成如圖櫨中所示的對噪聲信號的估計。
[0066] 要指出的是，之前提及的ARMA建模因而可以導(dǎo)致其中模型恒定改變的方法，并且 因而模型可以為了最優(yōu)性能而被訓(xùn)練。
[0067] 要進(jìn)一步指出的是，之前提及的ARMA建模僅是可以使用的許多實現(xiàn)的一個示例。
[0068] 當(dāng)針對噪聲使用最優(yōu)模型時，獲得最佳結(jié)果。這通過"訓(xùn)練"模型直到找到所述最 優(yōu)(或者接近于它的解決方案)而最佳地完成。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對于本發(fā)明尤其感興趣的訓(xùn)練方 法：線性最優(yōu)間隙插值(LOGIXLOGI使用不具有事件（階躍）的信號，并且限定左部分、中間 部分和右部分。中間部分具有與在框408或圖6 b中取出的部分相似的長度（時間或樣本數(shù) 目）。訣竅現(xiàn)在是尋找以下解決方案:使用左部分和右部分來形成從實際中間部分盡可能少 地偏離的中間部分的重構(gòu)。訓(xùn)練使用大量現(xiàn)實樣本來最佳地完成。
[0069] 以數(shù)學(xué)方式，這如下那樣表達(dá)： 假定(經(jīng)采樣的）信號被標(biāo)注為分別表示左間隔、中間間隔和右間隔（部分/分段）的矢 量幻.^、^^..!^和xk+1。將矢量y標(biāo)注為已知（級聯(lián)）間隔，并且s為未知間隔，在最小均方意義 上的最優(yōu)間隙插值淤是通過最小化下式而給出的(_^ *齡矩陣：
[0070] 使該等式相對于元素 W差分并且等于零，對該問題的解決方案滿足：
[0071] 可以看出，I：是y的自相關(guān)矩陣并且Q是（m + n)*允矩陣，其使k個未知樣本值中 的每一個與y中所包含的可用測量結(jié)果相關(guān)。利用Rn( Xl的自相關(guān)函數(shù)），兩個矩陣的結(jié)構(gòu)然 后擴(kuò)展成：
[0072] 由此發(fā)現(xiàn)的估計量由噪聲的動態(tài)和已知及未知間隔的長度來限定(依賴）。
[0073] 將矩陣I：用于公式的左部分并且將矩陣Q用于右部分，這簡化為
[0074] 針對脈沖(事件)的插值通過以下給出(預(yù)測）：
[0075] 要指出的是，盡管針對L0GI的存儲器要求遠(yuǎn)高于針對ARMA建模的要求，但是所要 求的存儲器可以通過數(shù)據(jù)的稀疏化而顯著減少。
[0076] 要進(jìn)一步指出的是，可以用于插值的其它方法/模型在諸如以下的手冊中描述： ? Box, G?等人，" Time Series Analysis: Forecasting & Control"，4th edition， Wiley， ISBN. ISBN: 978-0-470-27284-8。
[0077] ? Hyndman, R.等人，(2014). "Forecasting: principles and practice"， OTexts (October 17， 2013) ISBN-10: 0987507109。
【主權(quán)項】
1. 一種用于分析包括隨機間隔事件(30U302)的模擬信號（圖3、400)的方法，所述事件 具有事件高度，所述方法包括： ?將信號轉(zhuǎn)換成樣本的序列S(t)，其中t是采樣的時刻，由此形成經(jīng)采樣的離散時間 信號， ?檢測事件的存在，事件在t=T處被檢測， ?使用事件之前的數(shù)個樣本和s(T)之后的數(shù)個樣本來估計事件高度， 其特征在于，所述方法還包括： ?針對t = (Τ-ΔΟ到t =(Τ+Δ2)使用模型(412、圖5)來估計噪聲貢獻(xiàn)N(t)，噪聲貢獻(xiàn) 從t < (Τ-ΔΟ的情況下的樣本S(t)和/或t 2 (Τ+Δ2)的情況下的樣本S(t)導(dǎo)出，其中 A :和△ 2是預(yù)確定或預(yù)設(shè)定的時間段，△ i具有使得事件對在(T- △ 〇之前所取得的樣本具 有可忽略貢獻(xiàn)的值，并且A 2具有使得事件對在(T+△ 2)之后所取得的樣本具有可忽略貢獻(xiàn) 的值， ?通過從(^△1)到〇+42)對樣本的序列進(jìn)行積分再減去針對所述樣本的噪聲貢獻(xiàn) 來估計事件高度E，2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中事件是階躍(301、302 )或脈沖(400 )。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中經(jīng)采樣的信號經(jīng)受使得所述事件在時間上被壓縮的 稀疏化操作。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中在將信號轉(zhuǎn)換成樣本的序列之前，對信 號進(jìn)行濾波。5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中對模擬信號的濾波包括差分和/或積分。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中信號的轉(zhuǎn)換包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中預(yù)測噪聲的模型(412)包括使用SU-AD 和S(T+ Δ 2)的插值、使用多于兩個點的插值、自回歸(AR)建模、使用針對t < (Τ- Δ :)和/或 t 2 (Τ+Δ2)的樣本S(t)的ARMA建模、或線性最優(yōu)間隙插值、或者其組合。8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中模型(412)使用參數(shù)，并且參數(shù)根據(jù)脈沖時刻t=T之前的 信號而改變。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中基于事件和較早事件之間的時間和/ 或Δ 2基于事件的形式和/或隨后事件和事件之間的時間來確定。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中隨機間隔事件是由隨機間隔脈沖的積 分產(chǎn)生的階躍。11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項的方法，其中信號是半導(dǎo)體X射線檢測器、硅漂移檢 測器(圖1A)、聲學(xué)檢測器、水聽器、閃爍檢測器或超導(dǎo)輻射熱測量計的信號。12. -種裝配有X射線或次級電子檢測器和可編程處理器以用于處理所述檢測器的數(shù) 據(jù)的裝置，所述處理器被編程為執(zhí)行前述方法中的任一項。13. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中利用有能量電子的聚焦束來輻照樣本，響應(yīng)于其，X射 線和/或次級電子由樣本發(fā)射而被檢測器檢測。
【文檔編號】G01T1/17GK105929436SQ201610106051
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】N.康塔拉斯, B.J.詹斯森, C.S.庫伊姆, D.G.T.安圖內(nèi)斯
【申請人】Fei 公司