Экспериментальный анализ эффективности метода LS-SVM для сглаживания спектров, полученных с использованием малогабаритного сцинтилляционного детектора - Мищенко, Егор; Никитин, Александр; Солоненко, Евгения (Журнал Белорусского государственного университета. Экология, 2024)
Современные методы обработки спектрограмм гамма-излучения являются наиболее перспективными направлениями определения содержания радионуклидов в объектах окружающей среды. Особую проблему представляет задача выравнивания спектров при проведении измерений in situ из-за ограничений по времени набора и низкого отношения сигнал/шум. В настоящей работе приведена оценена эффективности использования метода регрессии на опорных векторах (LS-SVM) для сглаживания спектра, полученного с использованием сцинтилляционного NaI(Tl) детектора, в сравнении с методами скользящей средней и экспоненциального сглаживания. Оценка эффективности выравнивания спектра проводилась для всего энергетического диапазона измерения, а не только для области пика полного фотопоглощения квантов заданной энергии. Для анализа применялись полусинтетические спектры γ-излучения заданной продолжительности, сформированные поканальным суммированием радомизированно отобранных реальных спектров с переводом в скорость счета. Для оценки эффективности различных методов использованы полусинтетические спектры, сформированные для времени измерения 60, 300, 900, 1800, 3600, 7200 и 72000 с. Реальные спектры получены с использованием экспериментальной установки, состоящей из блока детектирования АТОМТЕХ, радионуклидного источника, компьютера со специализированным программным обеспечением и вспомогательных приспособлений. Выполненный анализ показал, что метод LS-SVM наиболее эффективен для сглаживания спектрограмм, полученных при времени измерения от 1·103 до 7·103 с. Отметим, что необходима раздельная оптимизация гиперпараметров модели сглаживания для трех частично перекрывающихся энергетических поддиапазонов. При более продолжительных измерениях применение испытанных методов сглаживания спектрограммы не приводит к снижению отношения сигнал/шум; при измерениях с коротким интервалом (до 100 с) наибольшей эффективностью обладает метод скользящей средней. Он позволяет повысить отношение сигнал / шум на 2–2,5 дБ. В диапазоне времени измерения 102–103 с наиболее сильное подавление статистического шума удается добиться с помощью экспоненциального сглаживания с α = 0,75.