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基于统计遗传算法的X射线荧光重叠峰分解
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:2015
  • 页码:2320-2323
  • 分类:O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:成都理工大学,四川成都610059
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41204133); 四川省科技支撑计划项目(2014GZ0020); 四川省教育厅重点项目基金项目(13ZA0066)资助
  • 相关项目:气化采煤中气化炉温度场获取壤中氡方法研究
中文摘要:

针对X射线荧光分析中相邻谱峰之间的重叠问题,结合光谱形成过程的随机物理特性,提出了一种基于高斯混合统计模型(Gaussian mixture statistics model,GMSM)和遗传算法的重叠峰分解方法。首先,提出了重叠峰的GMSM描述方法,并分析了期望最大化法(expectation maximization,EM)的局部收敛问题;接着,将GMSM参数看作个体基因,以重叠峰随机数据序列的对数似然函数作为适应度函数,并给出了目标函数值的快速算法;然后,采用遗传算法的群体搜索技术找出全局最优解,实现重叠峰分解。该方法将所有测量的随机数据都当作"有用"来处理,其"有用"程度由其概率大小来体现,实现了原谱数据的"零损失",搜索到的GMSM是全局最大概率意义下的"最佳匹配"模型,符合放射性测量过程的随机性。通过对四个严重重叠峰分解的实验表明,分解后的峰位、峰面积及标准偏差具有较高精度,最大误差分别为0.7道,2.3%,2.17%,特别适合于严重重叠的情况,并可广泛用于其他能谱重叠峰的分解。

英文摘要:

In fluorescence analysis,the phenomenon of overlapping often occurs among adjacent peaks.In the view of the random physical properties of formation process of X fluorescence spectra,Gaussian Mixture Statistics Model(GMSM)and Genetic Algorithms were used for the decomposition of overlapping peaks.First,the GMSM was proposed to describe the overlapping peaks,and the local convergence problem of expectation maximization(EM)was analyzed.Secondly,the GMSM parameters were regarded as individual genes,and the log-likelihood function of overlapping peaks random data was set as fitness function.A fast algorithm for the objective function value was proposed.Finally,the population search technology of Genetic Algorithm was used to find the global optimal solution,and to realize the decomposition of overlapping peaks.All measured data were regarded as"useful"data.The "useful"degree was reflected by their probability.The GMSM method can achieve the "best match"effect in the maximum global probability with zero loss of original data,which can fit the random of radiation measurement process.The decomposition experiments of four serious overlapping peaks show high precision of the peak position,peak area and standard deviation.The maximum error was 0.7channel,2.3% and 2.17%,respectively,which is especially suitable for the condition of serious overlap and can be widely used for the decomposition of other energy spectrum.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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