为了有效应对核战争和涉核多样化军事任务,急需发展高性能γ能谱测量分析装备技术。受限于谱仪探测器、电子学等硬件固有性能,当前军民用γ谱仪尚不能完全胜任复杂辐射场中放射性核素定性识别和定量分析任务。近年来,国内外γ能谱测量分析技术不断向数字化、算法化方向发展,尤其是能谱反卷积方法的研究和应用,使得利用复杂方法、算法对实测谱做信息复原以提升谱仪综合性能成为可能。本文围绕复杂γ能谱分析这一难题,从信息系统的全新角度审视数字化γ谱仪系统,综合运用模拟、仿真和实验等技术手段,深入研究谱仪系统信息流变机制和信息复原方法,提出了一套γ能谱信息复原技术解决方案,为克服γ谱仪硬件约束、提升能谱测量分析性能提供了关键技术支持。主要研究内容和结论如下:（1）γ谱仪系统信息化建模与仿真。为了系统研究γ能谱测量过程中各种技术因素对能谱信息的影响,将γ谱仪抽象为信息处理系统,构建了由标准源谱脉冲发生器、理想谱仪和扰动模块三部分组成的γ谱仪信息化模型。通过蒙特卡罗模拟,获得了Na I（Tl）和La Br3（Ce）谱仪系统的响应矩阵,探讨了测量环境和几何条件对系统响应的影响。采用MATLAB/Simulink仿真平台,建立了参数可调的γ谱仪信息化仿真系统,实现了从源项到γ能谱的完整信息流程仿真,获得的Na I（Tl）和La Br3（Ce）仿真谱与实测谱一致,计数符合泊松分布统计特性,能谱漂移仿真结果合理可信。（2）全谱非线性最小二乘软稳谱。为了降低测量过程中谱漂对γ能谱信息复原的不利影响,建立了一套优化的软件稳谱方法。能谱测量过程中分时段保存能谱,使用非线性最优化方法估计能谱漂移程度,并利用能谱计数重分配方法修正漂移谱。该方法利用全谱整体特征,不需要参考峰和预刻度,对简单和复杂能谱均适用。仿真和实验结果显示,该方法有效提高了稳谱精度,稳谱后峰位变化低于1道,662 ke V处能量分辨率变化低于0.05%。处理一个1024道能谱的时间小于0.1 s,可实现“准实时”稳谱。（3）γ能谱反卷积方法研究。为了实现对γ能谱原始信息的逆求解,系统研究、对比了12种反卷积方法,结果显示非负最小二乘（NNLS）和加权非负最小二乘（WNNLS）方法速度快且准确性好。基于WNNLS,探讨了统计涨落、能量分辨率、系统响应矩阵误差等因素对反卷积的影响,并对NaI（Tl）和LaBr3（Ce）实测谱进行了反卷积。提出了核素全能峰响应矩阵和核素混合响应矩阵两种新的系统响应矩阵,可一步完成核素识别及活度估计,仿真和实验结果表明后者的性能优于经典的库最小二乘法,实用性较强。还探索了基于多层感知机（MLP）和径向基函数（RBF）两种神经网络模型的γ能谱本底估计方法,结果显示RBF网络过拟合严重,而MLP网络本底估计准确,值得进一步研究。（4）γ能谱信息复原方案设计与验证。为了进一步提升技术的实用性,提出了γ能谱信息复原总体方案,使用C++/Qt设计实现了一套γ能谱信息复原软件,基于核辐射测量可编程片上系统（SOPC）硬件平台和该软件,搭建了Na I（Tl）能谱测量与信息复原实验系统,实验验证了稳谱以及能谱反卷积的处理效果,全谱响应矩阵方法和特征峰响应矩阵方法复原的射线峰位误差保持在2道以内,核素混合响应矩阵方法复原的核素活度误差在9%以内。本项研究提出了将γ谱仪作为信息系统来研究的新思路,创建了数字化γ谱仪的信息化仿真系统,应用最优化算法改进了基于全谱特征的软稳谱方法,构造的混合响应矩阵解决了康普顿坪对能谱反卷积干扰的难题,设计的γ能谱信息复原软件经实验验证具有优良性能。本研究为改善γ谱仪综合性能提供了信息复原技术解决方案。