XAFS谱采集方法及系统

专利检索2026-07-26  5


本发明涉及x射线吸收谱数据采集领域,更具体地涉及一种xafs谱采集方法及系统。


背景技术:

1、xafs(x-ray absorption fine structure,x射线吸收精细结构)谱是一种基于同步辐射光源、研究材料局域原子或电子结构的一种有力工具,广泛应用于催化、能源、纳米等热门领域。为获得xafs谱,需在同步辐射光源装置上对样品进行xafs测试,然后对测试数据进行处理。

2、现有技术中,在进行xafs测试时,是通过二维探测器采集图像数据,而无法得到xafs谱。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种xafs谱采集方法及系统,可对探测器探测到的图像进行进一步处理,从而得到xafs谱。

2、基于上述目的,本发明一方面提供一种xafs谱采集方法,包括:

3、获取探测器探测到的第一图像、第二图像和第三图像,其中,所述第一图像为有光源,无样品时探测到的图像,所述第二图像为无光源时探测到的图像,所述第三图像为有光源,有样品时探测到的图像;

4、针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组;

5、根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域;

6、计算所述第一图像的有效像素区域内的每一列的像素值之和,作为所述第一图像的每一列的有效像素值,计算所述第二图像的有效像素区域的每一列的像素值之和,作为所述第二图像的每一列的有效像素值,计算所述第三图像的每一列的像素值之和,作为所述第三图像的每一列的有效像素值;

7、根据所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的每一列的有效像素值计算每一列的衰减系数;

8、根据各列的衰减系数和所述第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱。

9、进一步地,针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组,具体包括:

10、对该图像的像素值数组进行下采样处理,以得到该图像的像素值数组。

11、进一步地,根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域,具体包括:

12、计算所述第一图像的像素值数组的每一行的行像素值之和;

13、获取所述第一图像的各行的行像素值之和中的最大值;

14、将所述第一图像的各行的行像素值之和中的最大值乘以预设系数,得到行像素值阈值;

15、根据所述行像素值阈值确定所述有效像素区域,其中所述有效像素区域内的每一行的行像素值之和均大于等于所述行像素值阈值。

16、进一步地,所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的各列的有效像素值和各列的衰减系数满足如下关系式:

17、

18、其中,μj为第j列的衰减系数,i1,j为第一图像的第j列的有效像素值,i2,j为第二图像的第j列的有效像素值,i3,j为第三图像的第j列的有效像素值。

19、进一步地,根据各列的衰减系数和第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱,具体包括:

20、以所述第三图像的每一列的有效像素值为横坐标,以每一列的衰减系数为纵坐标,得到所述样品的xafs谱。

21、本发明另一方面提供一种xafs谱采集系统,包括:

22、第一获取模块,用于获取探测器探测到的第一图像、第二图像和第三图像,其中,所述第一图像为有光源,无样品时探测到的图像,所述第二图像为无光源时探测到的图像,所述第三图像为有光源,有样品时探测到的图像;

23、第二获取模块,用于针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组;

24、确定模块,用于根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域;

25、第一计算模块,用于计算所述第一图像的有效像素区域内的每一列的像素值之和,作为所述第一图像的每一列的有效像素值,计算所述第二图像的有效像素区域的每一列的像素值之和,作为所述第二图像的每一列的有效像素值,计算所述第三图像的每一列的像素值之和,作为所述第三图像的每一列的有效像素值;

26、第二计算模块,用于根据所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的每一列的有效像素值计算每一列的衰减系数;

27、第三获取模块,用于根据各列的衰减系数和所述第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱。

28、进一步地,针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组,具体包括:

29、对该图像的像素值数组进行下采样处理,以得到该图像的像素值数组。

30、进一步地,根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域,具体包括:

31、计算所述第一图像的像素值数组的每一行的行像素值之和;

32、获取所述第一图像的各行的行像素值之和中的最大值;

33、将所述第一图像的各行的行像素值之和中的最大值乘以预设系数,得到行像素值阈值;

34、根据所述行像素值阈值确定所述有效像素区域,其中所述有效像素区域内的每一行的行像素值之和均大于等于所述行像素值阈值。

35、进一步地,所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的各列的有效像素值和各列的衰减系数满足如下关系式:

36、

37、其中,μj为第j列的衰减系数,i1,j为第一图像的第j列的有效像素值,i2,j为第二图像的第j列的有效像素值,i3,j为第三图像的第j列的有效像素值。

38、进一步地,根据各列的衰减系数和第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱,具体包括:

39、以所述第三图像的每一列的有效像素值为横坐标,以每一列的衰减系数为纵坐标,得到所述样品的xafs谱。

40、本发明的xafs谱采集方法及系统,通过对探测器探测到的图像数据进行处理,可以得到样品的xafs谱;通过对图像进行下采样,以得到下采样后的像素值数组,可以减少计算量,加速数据处理过程,从而快速获取样品的xafs谱。



技术特征:

1.一种xafs谱采集方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的xafs谱采集方法,其特征在于,针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组,具体包括:

3.根据权利要求1所述的xafs谱采集方法,其特征在于,根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域,具体包括:

4.根据权利要求1所述的xafs谱采集方法,其特征在于,所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的各列的有效像素值和各列的衰减系数满足如下关系式:

5.根据权利要求1所述的xafs谱采集方法,其特征在于,根据各列的衰减系数和第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱,具体包括:

6.一种xafs谱采集系统,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的xafs谱采集系统,其特征在于,针对所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像中的每一个图像,获取该图像的像素值数组,具体包括:

8.根据权利要求6所述的xafs谱采集系统,其特征在于,根据所述第一图像的像素值数组确定有效像素区域,具体包括:

9.根据权利要求6所述的xafs谱采集系统,其特征在于,所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的有效像素区域内的各列的有效像素值和各列的衰减系数满足如下关系式:

10.根据权利要求6所述的xafs谱采集系统,其特征在于,根据各列的衰减系数和第三图像的各列的有效像素值获取样品的xafs谱,具体包括:


技术总结
本发明涉及一种XAFS谱采集方法及系统,方法包括:获取探测器探测到的第一图像、第二图像和第三图像,第一图像为有光源无样品时探测到的图像,第二图像为无光源时探测到的图像,第三图像为有光源有样品时探测到的图像;获取每个图像的像素值数组;根据第一图像的像素值数组确定有效像素区域;计算各图像的有效像素区域内的每一列的像素值之和,作为各图像的每一列的有效像素值;根据各图像的有效像素区域内的每一列的有效像素值计算每一列的衰减系数;根据各列的衰减系数和第三图像的各列的有效像素值获取样品的XAFS谱。本发明的XAFS谱采集方法及系统,通过对探测器探测到的图像数据进行处理,可得到样品的XAFS谱。

技术研发人员:吴晨潇,刘震,马春旺,王芳,魏向军,姜泳,汪丽华
受保护的技术使用者:中国科学院上海高等研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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