一种布拉格边谱的拟合方法、装置及电子设备

1.本发明涉及中子成像技术领域，尤其涉及一种布拉格边谱的拟合方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.随着中子源、成像方法学、探测器技术的进步，基于布拉格边效应的能量选择中子照相技术成为了中子照相领域中最受关注的研究方向之一，通常也称为布拉格边成像(bragg edge imaging)。通过飞行时间方法或中子单色仪器等方法，能量选择中子照相技术在空间成像的同时，记录下探测器每个像素的连续透射能谱数据。通过各种信息提取方法，该技术可以得到常规中子吸收成像难以获取的信息，例如物质内部的晶粒尺寸、择优取向、应变、织构、化学成分、晶相等信息的2d图像。在这一技术中，信息提取方法一直是该领域的重点研究内容之一。
3.目前，常用的信息提取方法有利用最小二乘法，对采集得到的带有噪声信息的数据进行单布拉格边拟合，从而确定布拉格边的位置，获得样品相关的晶体信息。但是，最小二乘法需要获取较多的实验数据，通常实验数据是较少的，因此，如何通过较少的数据实现对布拉格边的拟合，并精确的表征样品信息是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种布拉格边谱的拟合方法、装置及电子设备，以实现基于较少的数据对布拉格边谱的拟合，并精确的表征样品信息。
5.根据本发明的一方面，提供了一种布拉格边谱的拟合方法，包括：
6.确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；
7.确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；其中，所述待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量；
8.基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。
9.根据本发明的另一方面，提供了一种布拉格边谱的拟合装置，包括：
10.中子束透射率确定模块，用于确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；
11.待拟合函数确定模块，用于确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；其中，所述待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量；
12.目标拟合函数确定模块，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
14.至少一个处理器；以及
15.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
16.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的布拉格边谱的拟合方法。
17.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的布拉格边谱的拟合方法。
18.本发明实施例的技术方案，通过确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合，解决了最小二乘法对布拉格边谱拟合需要获取较多的实验数据，且不够准确的问题，实现了在实验数据量较少的情况下，对布拉格边谱的拟合，并且能够更精确的表征样品信息。
19.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例一所提供的一种布拉格边谱的拟合方法的流程图；
22.图2为本发明实施例二提供的一种布拉格边谱的拟合方法的流程图；
23.图3为中子布拉格边透射谱对应的晶体信息图；
24.图4为布拉格边成像区域图和其中和四个像素位置的透射谱图；
25.图5为本发明实施例三提供的一种布拉格边谱的拟合装置的结构示意图；
26.图6为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于
清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.实施例一
30.图1为本发明实施例一所提供的一种布拉格边谱的拟合方法的流程图，本实施例可适用于对布拉格边普进行拟合的情况，该方法可以由布拉格边谱的拟合装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该装置可配置于计算机设备中。如图1所示，该方法包括：
31.s110、确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率。
32.其中，多种波长的中子束可以指散裂中子源发射的中子束，或者是反应堆中子源产生的中子束；目标样品可以是需要进行中子成像的物体，示例性的，如需要对物体a的应变结构信息确定，即可将物体a作为目标样品，对其进行中子成像，基于成像信息确定其相应的应变信息；通过中子束照样品之后，可以得到与中子束对应的中子透过率，不同波长的中子束对应的中子透过率是不同的。
33.在本发明实施例中，可以通过中子成像设备对目标样品进行中子成像，简单来说，中子成像设备一般包括中子源、准直器、探测器，从中子源产生的中子经过准直器准直后入射到样品上，透射过去的中子被探测器接收到，探测器将中子信号转换成光信号通过电子学读出，最后通过数据分析获得成像数据，以及确定每种波长的中子束对应的中子透过率。
34.在上述方案的基础上，所述确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，包括：基于散裂中子源生成多种波长的中子束以入射所述目标样品，并确定与每种所述波长的中子束对应的中子入射数量和中子出射数量；基于所述中子入射数量和所述中子出射数量，确定与每种所述波长的中子束对应的中子透过率。
35.其中，中子入射数量指的是在中子束照射目标样品时所包含的中子数量，中子出射数量指的是中子束在照射目标样品之后所包含的中子数量，也即，穿过目标样品的中子数量。中子数量可以通过中子探测仪器确定，例如，多通道板探测器等。
36.具体的，可以通过散裂中子源入射目标样品，并根据中子入射数量和中子出射数量，计算中子透过率，例如，将中子出射数量和中子入射数量的比值作为中子透过率。
37.s120、确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数。
38.在本实施例中，待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量，待拟合函数是用于表示布拉格边谱曲线的函数。
39.近年来随着能量选择中子成像的发展，其相关研究也在不断的成熟，特别是在散裂中子源谱仪上。布拉格边成像原理指的是，当入射中子波长小于等于2倍晶面间距dhkl时，中子被散射；当λ大于2倍晶面间距dhkl时，中子透过材料，此时衰减率出现迅速降低。由于材料中各个晶面的间距dhkl不同，因此可以获得一组不同dhkl的布拉格边成像曲线，也即本实施例中的待拟合函数对应的曲线。
40.在上述技术方案的基础上，所述确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，包括：基于中子入射数量、中子出射数量、散射截面、中子到达探测器的飞行时间以及比拉格边谱加宽函数构建所述待拟合函数。
41.其中，中子到达探测器的飞行时间指的是中子从发射开始，穿过目标样品到达中
子探测器经过的时间，散射截面用于表示中子束到达物体发生散射的物体界面。
42.示例性的，可以通过如下公式表示待拟合函数，如下：
43.n
in
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)](exp[-(a
hkl
+b
hkl
t)]+{1-exp[-(a
hkl
+b
hkl
t)]}b(t
hkl
,σ,τ,t))
ꢀꢀꢀ
(1)
[0044]
其中，n
in
(t)是对应时间t的中子入射数量，n
out
(t)是经过样品后对应时间t的中子数量，a0,b0,a
hkl
,b
hkl
曲线拟合系数，σ是散射界面，t是中子到达探测器时间，τ是时间常数。
[0045]
其中，b(t
hkl
,σ,τ,t)为比拉格边谱加宽函数，t
hkl
是波长为2d
hkl
的中子到达探测器的飞行时间。
[0046][0047]
s130、基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。
[0048]
其中，目标函数指的是对待拟合函数中的系数的具体值确定后得到的函数，可以通过目标拟合函数确定目标样品的一些结构信息，例如样品的晶体信息。
[0049]
可以理解，不同的中子束照射目标样品时，对应不同的中子透过率，可以基于不同的波长对和对应的透过率，对待拟合函数进行拟合，确定出待拟合函数中各个系数的具体数值，进而得到目标样品的布拉格边谱对应的目标拟合函数。
[0050]
在本实施例中，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数，包括：将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到与所述待拟合函数对应的第一待拟合函数和第二待拟合函数；基于每种所述中子束的波长和中子透过率分别对所述第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，并基于拟合后的所述第一待拟合函数和第二待拟合函数确定所述目标拟合函数。
[0051]
为了求得与目标样品的布拉格边谱对应的目标拟合函数，可以将待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到第一待拟函数和第二待拟合函数，进而对第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，基于第一待拟合函数和第二待拟合函数得到目标函数。
[0052]
在上述方案的基础上，所述将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到与所述待拟合函数对应的第一待拟合函数和第二待拟合函数，包括：将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为数值第一预设数值，得到第一待拟合函数；将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为第二预设数值，得到第二待拟合函数。
[0053]
在实际应用中，可以将待拟合函数的比拉格边谱加宽函数赋值为第一预设数据，第一预设数值是预先设置好的数值，例如，第一预设数值为1。相应的，将待拟合函数的比拉格边谱加宽函数赋值为1，得到的第一待拟合函数如下：
[0054]nin
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)]
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0055]
另外，可以将带你和函数的比拉格边谱加宽函数赋值为第二预设数值，第二预设数值为0，得到第二待拟合函数，如下：
[0056]nin
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)](exp[-(a
h kl
+b
h kl
t))
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0057]
在上述方案的基础上，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率分别对所述
第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，包括：基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第一待拟合函数进行拟合，得到所述第一待拟合函数中第一曲线拟合系数的值；将所述第一曲线拟合系数的值代入至所述第二待拟合函数，并基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第二待拟合函数进行拟合，得到所述第二待拟合函数中第二曲线拟合系数的值。
[0058]
在上述基础上，已经得到了第一待拟合函数和第二待拟合函数，可以基于不同中子束的波长和中子透过率分别对第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，得到第一曲线拟合系数的值和第二曲线拟合系数的值。其中，第一曲线拟合系数的值指的是第一待拟合函数中a0、b0的值，第二曲线拟合系数的值指的是第二待拟合曲线中a
hkl
、b
hkl
的值。可以理解，飞行时间t实际上与波长之间存在函数关系，因此对于第一待拟合函数，可以将不同波长以及与不同波长对应的透过率作为数据集，对第一待拟合函数进行拟合，即可求得第一待拟合函数中a0、b0的值。进一步，将a0、b0的值代入值第二待拟合函数，并将不同波长以及波长对应的透过率作为数据集，对第二待拟合函数进行拟合，得到第二待拟合函数中a
hkl
、b
hkl
的值。
[0059]
在上述方案的基础上，所述基于拟合后的所述第一待拟合函数和第二待拟合函数确定所述目标拟合函数，包括：将所述第一系数的值和所述第二系数的值，代入至所述待拟合函数中得到待使用函数；基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待使用函数进行拟合得到预设波长的中子到达探测器的飞行时间，并基于所述预设波长的中子到达探测器的飞行时间确定所述目标函数。
[0060]
可以理解，在得到了上述a0、b0的值以及a
hkl
、b
hkl
的值，可以将其代入至待拟合函数中，得到待使用函数；待使用函数中系数均是确定的，t
hkl
是未知的。为了对求得t
hkl
的值，可以对基于不同波长值和波长对应的透过率对待使用函数进行拟合，即可得到目标函数。
[0061]
示例性的，通过实验采集获得不同波长下不同样品位置的中子透过率，其中波长x＝(x1,x2,...,xn)对应的透过率y＝(y1,y2,...,yn)。n为数据采集的总量。基于上述数据集，对所述待使用函数拟合，得到目标函数。
[0062]
在一个优选的实施例中，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，包括：将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合。
[0063]
在本实施例中，通常实验采集的数据是有限的，本实施例中可以通过有限的数据集，通过最小二乘支持向量机算法对待拟合函数进行拟合，得到目标函数。通过最小二乘随机支持向量机算法进行拟合，无需获取大量的实验数据，且能够更精确的表征样品信息。
[0064]
示例性的，最小二乘随机支持向量机算法建模如下：
[0065][0066]
其中，ω是权重向量，b是偏置项，《
·
》指的是内积。αi是拉格朗日乘数。拟合使用的核函数采用经向基函数。
[0067][0068]
本发明实施例的技术方案，通过确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，
将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合，解决了最小二乘法对布拉格边谱拟合需要获取较多的实验数据，且不够准确的问题，实现了在实验数据量较少的情况下，对布拉格边谱的拟合，并且能够更精确的表征样品信息。
[0069]
实施例二
[0070]
图2为本发明实施例二提供的一种布拉格边谱的拟合方法的流程图，本实施例为上述实施例的一优选实施例。其具体的实施方式可以参见本实施例技术方案。其中，与上述实施例相同或者相应的技术术语在此不再赘述。
[0071]
在介绍本实施例之前，对中子布拉格边成像进行解释：如图3所示，为中子布拉格边透射谱对应的晶体信息图，其中，图3中横轴代表波长，纵轴代表透过率。图4为布拉格边成像区域图和其中和四个像素位置的透射谱图。
[0072]
如图2所示，该方法包括：
[0073]
s210、用拟合曲线对应的函数表示布拉格边。
[0074]
具体来说，布拉格边可以表示为：
[0075]nin
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)](exp[-(a
h kl
+b
h kl
t)]+{1-exp[-(a
h kl
+b
h kl
t)]}b(t
h kl
，σ，τ，t))
ꢀꢀꢀ
(7)
[0076]
其中，n
in
(t)是对应时间t的中子入射数量，n
out
(t)是经过样品后对应时间t的中子数量，a0，b0，a
h kl
，b
h kl
曲线拟合系数，σ是散射界面，t是中子到达探测器时间，τ是时间常数。
[0077][0078]
t
h kl
是波长为2d
h kl
的中子到达探测器的飞行时间。
[0079]
s220、对布拉格边中的函数b进行赋值，求得曲线拟合系数。
[0080]
主要用来描述布拉格边，在布拉格边右侧b(t
h kl
，σ，τ，t)＝1，公式(7)可以写为：
[0081]nin
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)]
ꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0082]
在左侧，b(t
h kl
，σ，τ，t)＝0公式(7)可以写为：
[0083]nin
(t)/n
out
(t)＝exp[-(a0+b0t)](exp[-(a
h kl
+b
h kl
t)]
ꢀꢀꢀ
(10)
[0084]
因此，先对根据采集数据对公式(9)进行拟合，得到a0和b0，带入公式(10)，对公式(10)进行拟合，可获得a
h kl
和b
h kl
。
[0085]
s230、确定布拉格边的位置。
[0086]
最后将a0，b0，a
h kl
和
bh kl
全部带入公式(7)，对布拉格边进行拟合，获得t
h kl
，从而确定布拉格边的位置。
[0087]
拟合算法的介绍：
[0088]
本发明中的拟合使用最小二乘支持向量机算法(least squares support vector machine)，通过实验采集获得不同波长下不同样品位置的中子透过率，其中波长x＝(x1，x2，...，xn)对应的透过率y＝(y1，y2，...，yn)。n为数据采集的总量。此时建模：
[0089]
[0090]
ω是权重向量，b是偏置项，《
·
》指的是内积。αi是拉格朗日乘数。拟合使用的核函数采用经向基函数。
[0091][0092]
本发明实施例的技术方案，通过确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合，解决了最小二乘法对布拉格边谱拟合需要获取较多的实验数据，且不够准确的问题，实现了在实验数据量较少的情况下，对布拉格边谱的拟合，提高拟合的精度，并且能够更精确的表征样品信息。
[0093]
实施例三
[0094]
图5为本发明实施例三提供的一种布拉格边谱的拟合装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：
[0095]
中子束透射率确定模块310，用于确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；
[0096]
待拟合函数确定模块320，用于确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；其中，所述待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量；
[0097]
目标拟合函数确定模块330，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。
[0098]
本发明实施例的技术方案，通过确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合，解决了最小二乘法对布拉格边谱拟合需要获取较多的实验数据，且不够准确的问题，实现了在实验数据量较少的情况下，对布拉格边谱的拟合，提高拟合的精度，并且能够更精确的表征样品信息。
[0099]
可选的，所述中子束透射率确定模块310包括：
[0100]
中子数量确定模块，用于基于散裂中子源生成多种波长的中子束以入射所述目标样品，并确定与每种所述波长的中子束对应的中子入射数量和中子出射数量；
[0101]
透过率确定模块，用于基于所述中子入射数量和所述中子出射数量，确定与每种所述波长的中子束对应的中子透过率。
[0102]
可选的，所述待拟合函数确定模块320，包括：
[0103]
待拟合函数构建模块，用于基于中子入射数量、中子出射数量、散射截面、中子到达探测器的飞行时间以及比拉格边谱加宽函数构建所述待拟合函数。
[0104]
可选的，所述目标拟合函数确定模块330，包括：
[0105]
赋值模块，用于将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到与所述待拟合函数对应的第一待拟合函数和第二待拟合函数；
[0106]
拟合模块，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率分别对所述第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，并基于拟合后的所述第一待拟合函数和第二待拟合函数确定所述目标拟合函数。
[0107]
可选的，所述赋值模块，包括：
[0108]
第一待拟合函数确定模块，用于将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为数值第一预设数值，得到第一待拟合函数；
[0109]
第二待拟合函数确定模块，用于将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为第二预设数值，得到第二待拟合函数。
[0110]
可选的，所述拟合模块包括：
[0111]
第一拟合模块，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第一待拟合函数进行拟合，得到所述第一待拟合函数中第一曲线拟合系数的值；
[0112]
第二拟合模块，用于将所述第一曲线拟合系数的值代入至所述第二待拟合函数，并基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第二待拟合函数进行拟合，得到所述第二待拟合函数中第二曲线拟合系数的值。
[0113]
可选的，所述拟合模块，包括：
[0114]
待使用函数确定模块，用于将所述第一系数的值和所述第二系数的值，代入至所述待拟合函数中得到待使用函数；
[0115]
目标函数确定模块，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待使用函数进行拟合得到预设波长的中子到达探测器的飞行时间，并基于所述预设波长的中子到达探测器的飞行时间确定所述目标函数。
[0116]
可选的，所述布拉格边谱的拟合装置还包括：
[0117]
将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合。
[0118]
本发明实施例所提供的布拉格边谱的拟合装置可执行本发明任意实施例所提供的布拉格边谱的拟合方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0119]
实施例四
[0120]
图6为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0121]
如图6所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0122]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0123]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如布拉格边谱的拟合方法。
[0124]
在一些实施例中，布拉格边谱的拟合方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的布拉格边谱的拟合方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行布拉格边谱的拟合方法。
[0125]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0126]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0127]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0128]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0129]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据
服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0130]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0131]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0132]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种布拉格边谱的拟合方法，其特征在于，包括：确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；其中，所述待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量；基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率，包括：基于散裂中子源生成多种波长的中子束以入射所述目标样品，并确定与每种所述波长的中子束对应的中子入射数量和中子出射数量；基于所述中子入射数量和所述中子出射数量，确定与每种所述波长的中子束对应的中子透过率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数，包括：基于中子入射数量、中子出射数量、散射截面、中子到达探测器的飞行时间以及比拉格边谱加宽函数构建所述待拟合函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数，包括：将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到与所述待拟合函数对应的第一待拟合函数和第二待拟合函数；基于每种所述中子束的波长和中子透过率分别对所述第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，并基于拟合后的所述第一待拟合函数和第二待拟合函数确定所述目标拟合函数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数进行赋值，得到与所述待拟合函数对应的第一待拟合函数和第二待拟合函数，包括：将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为数值第一预设数值，得到第一待拟合函数；将所述待拟合函数中的比拉格边谱加宽函数赋值为第二预设数值，得到第二待拟合函数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率分别对所述第一待拟合函数和第二待拟合函数进行拟合，包括：基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第一待拟合函数进行拟合，得到所述第一待拟合函数中第一曲线拟合系数的值；将所述第一曲线拟合系数的值代入至所述第二待拟合函数，并基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述第二待拟合函数进行拟合，得到所述第二待拟合函数中第二曲线拟合系数的值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于拟合后的所述第一待拟合函数和第二待拟合函数确定所述目标拟合函数，包括：
将所述第一系数的值和所述第二系数的值，代入至所述待拟合函数中得到待使用函数；基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待使用函数进行拟合得到预设波长的中子到达探测器的飞行时间，并基于所述预设波长的中子到达探测器的飞行时间确定所述目标函数。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，包括：将每种所述中子束的波长和中子透过率作为数据集，并基于最小二乘随机支持向量机算法对所述待拟合函数进行拟合。9.一种布拉格边谱的拟合装置，其特征在于，包括：中子束透射率确定模块，用于确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；待拟合函数确定模块，用于确定与所述目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；其中，所述待拟合函数中包括与波长和中子透过率对应的变量；目标拟合函数确定模块，用于基于每种所述中子束的波长和中子透过率对所述待拟合函数进行拟合，得到与所述目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的布拉格边谱的拟合方法。

技术总结
本发明实施例公开了一种布拉格边谱的拟合方法、装置及电子设备。该方法包括：确定多种波长的中子束入射目标样品时，与每种波长的中子束对应的中子透过率；确定与目标样品的布拉格边谱对应的待拟合函数；基于每种中子束的波长和中子透过率对待拟合函数进行拟合，得到与目标样品的布拉格边对应的目标拟合函数。本发明实施例技术方案解决了最小二乘法对布拉格边谱拟合需要获取较多的实验数据，且不够准确的问题，实现了在实验数据量较少的情况下，对布拉格边谱的拟合，并且能够更精确的表征样品信息。信息。信息。


技术研发人员：陈洁 王声翔 谭志坚 余朝举 郑海彪 曾智荣 王立毅 杨陆峰 张雪凯
受保护的技术使用者：中国科学院高能物理研究所
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/24