用于识别拉曼谱图的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于识别拉曼谱图的方法，包括以下步骤：对待测物质的拉曼光谱进行测量，以获得被测谱图，该被测谱图包括一系列数据；提取出被测谱图的峰信息，该峰信息包括峰强、峰位和峰区；比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息，以识别被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配；和在第一识别步骤中识别出被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据，以进一步识别被测谱图与标准谱图是否匹配。

A method for identifying Raman spectra

The present invention discloses a method for identifying Raman spectra, including the following steps: to measure the Raman spectrum of a measured substance to obtain a spectral map, which includes a series of data; the peak information of the measured spectrum is extracted, the peak information includes peak intensity, peak position and peak area; and the peak information of the measured spectrum is compared. The peak information of the standard spectrum and the pre stored standard spectrum is used to identify the matching of the peak information of the measured spectrum and the standard spectrum, and to compare the data of the measured spectrum and the pre stored standard spectrum data in the first recognition step, and to further identify the spectral map and the data of the pre stored standard spectra in the first recognition step. Whether the standard spectrum is matched or not.

【技术实现步骤摘要】
用于识别拉曼谱图的方法
本专利技术涉及谱图分析处理
，尤其涉及一种用于识别拉曼谱图的方法。
技术介绍
拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱检测通过检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质。拉曼光谱检测方法已经广泛应用于液体安检、珠宝检测、爆炸物检测、毒品检测、药品检测、农药残留检测等领域。在对拉曼光谱的谱图进行分析处理时，经常面临的一个问题是如何有效且快速地识别被测物质的拉曼谱图与标准谱图是否匹配。现有的拉曼谱图建模方法通常直接选择谱图的数据信息用于建模，然后，将被测物质的拉曼谱图与标准库中的标准拉曼谱图进行匹配，不仅识别率不高，而且运算时间较长，不能体现出拉曼识别的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于识别拉曼谱图的方法，其能够有效且快速地匹配拉曼谱图与标准谱图。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案通过以下方式来实现：根据本专利技术的一个方面，提供一种用于识别拉曼谱图的方法，包括以下步骤：被测谱图获得步骤：对待测物质的拉曼光谱进行测量，以获得被测谱图，该被测谱图包括一系列数据；峰信息提取步骤：提取出被测谱图的峰信息，该峰信息包括峰强、峰位和峰区；第一识别步骤：比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息，以识别被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配；和第二识别步骤：在第一识别步骤中识别出被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据，以进一步识别被测谱图与标准谱图是否匹配。根据一些实施例，所述第一识别步骤包括：排序步骤：按照峰强从大到小的顺序，对被测谱图的峰和标准谱图的峰分别进行排序，以选择出被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰；比较步骤：比较被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰的峰位信息；和第一匹配步骤：根据比较步骤得到的比较结果，确定被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配。根据一些实施例，所述比较步骤中比较被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰的峰位信息的步骤具体包括：按照下述公式(1)依次计算被测谱图和标准谱图的排序在前N名的各个峰的峰位的绝对差，其中：公式(1)为：pD＝|p2[j].fPos-p1[i].fPos|，其中，N为预定的比较峰数，N为大于等于3的自然数；i，j分别表示标准谱图和被测谱图中的排序后的峰的序号，i和j均为大于等于0且小于等于N的整数；p1[i].fPos表示标准谱图中排序后的第i个峰的峰位；p2[j].fPos表示被测谱图中排序后的第j个峰的峰位；pD表示峰位的绝对差。根据一些实施例，所述第一匹配步骤中根据比较步骤得到的比较结果确定被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配的步骤具体包括：当计算出的峰位的绝对差满足下述条件(1)时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息匹配；当计算出的峰位的绝对差不满足下述条件(1)时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息不匹配，其中：条件(1)为：pD＜p2[j].fWidth/3且pD＜p1[i].fWidth/3，其中，p1[i].fWidth表示标准谱图中排序后的第i个峰的峰宽；p2[j].fWidth表示被测谱图中排序后的第j个峰的峰宽。根据一些实施例，所述第一识别步骤还包括：峰匹配权重计算步骤：根据下述公式(2)建立惩罚性函数，以计算峰匹配权重；和第二匹配步骤：当峰匹配权重大于等于预设的权重阈值时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息匹配；当峰匹配权重小于所述权重阈值时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息不匹配，其中，公式(2)为：h＝(1-2*|j-i|/10)*(0.5/(i+1))*exp(-pD*2/min(p1[i].fWidth，p2[j].fWidth))，其中：h表示峰匹配权重；i，j分别表示标准谱图和被测谱图中的排序后的峰的序号，i和j均为大于等于0且小于等于N的整数；N为预定的比较峰数，N为大于等于3的自然数；pD表示峰位的绝对差；p1[i].fWidth表示标准谱图中排序后的第i个峰的峰宽；p2[j].fWidth表示被测谱图中排序后的第j个峰的峰宽。根据一些实施例，在所述第一匹配步骤中确定被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，执行所述峰匹配权重计算步骤和所述第二匹配步骤。根据一些实施例，N为大于等于3且小于等于5的自然数。根据一些实施例，所述第二识别步骤中比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据的步骤包括：对被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据进行相关性比较。根据一些实施例，所述对被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据进行相关性比较的步骤包括：计算被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据的相关系数，当计算出的相关系数大于等于预设的相关性阈值时，确定被测谱图与标准谱图匹配；当计算出的相关系数小于所述相关性阈值时，确定被测谱图与标准谱图不匹配。根据一些实施例，在被测谱图和标准谱图的所有峰的峰区的并集区间内，执行所述对被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据进行相关性比较的步骤。根据一些实施例，所述方法还包括如下步骤：归一化步骤：归一化所述被测谱图和所述标准谱图；其中，所述归一化步骤在所述峰信息提取步骤之前执行。根据本专利技术的又一方面，还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；以及处理器，用于执行存储器中存储的可执行指令，以执行上述方面或实施例中任一项所述的方法。本专利技术的上述技术方案中的任何一个通过利用谱图的峰信息首先进行“峰”这个局部特征的比较，对被测谱图和标准谱图进行初步筛选，在初步筛选通过之后，才进行谱图数据的全局比较，不仅能够大大的缩短匹配识别时间，而且能够提高匹配识别的准确率。附图说明图1示意性地示出根据本专利技术的实施例的用于识别拉曼谱图的方法的流程图；图2示意性示出了一种物质的拉曼谱图的一个峰；图3示出了使用根据本专利技术实施例的用于识别拉曼谱图的方法识别匹配被测谱图与标准谱图的流程图；和图4是示出了用于执行根据本专利技术的实施例的方法的电子设备的示例硬件布置的框图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。在本文中，为了描述方便，使用“第一、第二”、“A、B、C”或“S1/S10、S2/S20”等表述描述方法的步骤，但是，除非有特别说明，这样的表述不应理解为对步骤执行顺序的限制。如图1所示，根据本专利技术实施例的一种用于识别拉曼谱图的方法可以包括以下步骤：被测谱图获得步骤：对待测物质的拉曼光谱进行测量，以获得被测谱图，该被测谱图包括一系列数据；峰信息提取步骤：提取出被测谱图的峰信息，该峰信息包括峰强、峰位和峰区；第一识别步骤：比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息，以识别被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配；和第二识别步骤：在第一识别步骤中识别出被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据，以进一步识别被测谱图与标准谱图是否匹配。在本专利技术的实施例中，在比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据之前，即在第二识别步骤之前，还执行第一识别步骤，即比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息。只有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别拉曼谱图的方法，包括以下步骤：被测谱图获得步骤：对待测物质的拉曼光谱进行测量，以获得被测谱图，该被测谱图包括一系列数据；峰信息提取步骤：提取出被测谱图的峰信息，该峰信息包括峰强、峰位和峰区；第一识别步骤：比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息，以识别被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配；和第二识别步骤：在第一识别步骤中识别出被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据，以进一步识别被测谱图与标准谱图是否匹配。

【技术特征摘要】
1.一种用于识别拉曼谱图的方法，包括以下步骤：被测谱图获得步骤：对待测物质的拉曼光谱进行测量，以获得被测谱图，该被测谱图包括一系列数据；峰信息提取步骤：提取出被测谱图的峰信息，该峰信息包括峰强、峰位和峰区；第一识别步骤：比较被测谱图的峰信息和预存的标准谱图的峰信息，以识别被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配；和第二识别步骤：在第一识别步骤中识别出被测谱图与标准谱图的峰信息匹配的情况下，比较被测谱图的数据和预存的标准谱图的数据，以进一步识别被测谱图与标准谱图是否匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一识别步骤包括：排序步骤：按照峰强从大到小的顺序，对被测谱图的峰和标准谱图的峰分别进行排序，以选择出被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰；比较步骤：比较被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰的峰位信息；和第一匹配步骤：根据比较步骤得到的比较结果，确定被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述比较步骤中比较被测谱图和标准谱图的排序在前N名的峰的峰位信息的步骤具体包括：按照下述公式(1)依次计算被测谱图和标准谱图的排序在前N名的各个峰的峰位的绝对差，其中：公式(1)为：pD＝|p2[j].fPos-p1[i].fPos|，其中，N为预定的比较峰数，N为大于等于3的自然数；i，j分别表示标准谱图和被测谱图中的排序后的峰的序号，i和j均为大于等于0且小于等于N的整数；p1[i].fPos表示标准谱图中排序后的第i个峰的峰位；p2[j].fPos表示被测谱图中排序后的第j个峰的峰位；pD表示峰位的绝对差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一匹配步骤中根据比较步骤得到的比较结果确定被测谱图与标准谱图的峰信息是否匹配的步骤具体包括：当计算出的峰位的绝对差满足下述条件(1)时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息匹配；当计算出的峰位的绝对差不满足下述条件(1)时，确定被测谱图与标准谱图的峰信息不匹配，其中：条件(1)为：pD＜p2[j].fWidth/3且pD＜p1[i].fWidth/3，其中，p1[i].fWidth表示标准谱图中排序后的第i个峰的峰宽；p2[j].fWidth表示被测谱图中排序后的第j个峰的峰宽。5.根据权利要求2-4中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟巍，左佳倩，范锐，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11