峰检测方法以及数据处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术所涉及的峰检测方法是根据表示测定值相对于测定变量的变化的图表的数据来检测峰的方法，包括以下步骤：小波变换步骤(S2)，通过使用仅具有一个极大值的母小波对所述数据进行小波变换，来求出以该母小波的尺度和平移量为参数的评价函数；以及峰候选信息获取步骤(S3～S5)，基于所述评价函数具有极大值的部位的平移量来求出所述数据中的峰候选的位置，并且基于与该峰候选对应的尺度来决定该峰候选的宽度。能够通过进行小波变换来与峰的强弱等无关地检测峰候选，并且能够决定作为用于判别峰候选是否为真正的峰的指标的峰候选的宽度。

Peak Detection Method and Data Processing Device

The peak detection method of the present invention is based on the data of a graph representing the change of measured values relative to measured variables. The method includes the following steps: the wavelet transform step (S2), using the mother wavelet with only one maximum value to transform the data, to obtain the evaluation function with the scale and translation of the mother wavelet as the parameters; and the candidate peak. The information acquisition step (S3-S5) calculates the position of the peak candidate in the data based on the translation of the position where the evaluation function has the maximum value, and determines the width of the peak candidate based on the scale corresponding to the peak candidate. Peak candidates can be detected irrespective of the strength of the peak by wavelet transform, and the width of the peak candidates can be determined as an indicator of whether the candidate is a true peak.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】峰检测方法以及数据处理装置
本专利技术涉及一种从例如由色谱仪得到的色谱、由质谱分析装置或分光装置等得到的谱检测峰的方法以及执行该方法的数据处理装置。
技术介绍
关于对试样含有的成分进行分析的装置之一，存在一种色谱仪。在色谱仪的情况下，使试样随着流动相的流动而导入柱，在柱内将试样中的各成分在时间上分离之后，用检测器进行检测并制作色谱。然后，从色谱检测峰，根据峰位置来鉴定各成分，并且根据峰高度或面积来决定该成分的浓度(例如专利文献1)。为了这些操作，进行了利用软件从色谱自动检测峰的处理。关于谱，也同样地进行了峰的自动检测。在非专利文献1中记载了使用小波变换来检测质谱的峰的情况。此外，该方法并不限于质谱，也能够应用于波长谱、色谱等。一般地，在小波变换中使用被称为母小波ψ(t)的函数，该函数是表示孤立的(在时间上局部存在的)波的变量t的函数，该函数具有表示横轴方向的放大缩小的被称为尺度(scale)的常数和表示横轴方向的平行移动的被称为平移量(translation)的常数。在将测定数据设为变换对象的情况下，变量t是测定变量，在质谱的情况下，变量t相当于质荷比，在光谱的情况下，变量t相当于波长，在色谱的情况下，变量t相当于时间。在小波变换中，计算用将变量t设为横轴的图表表示的、作为对象数据x(t)与母小波ψ(t)的内积的评价函数d。【数1】(上式中，在ψ(t)上标注有横线的是函数ψ(t)的复共轭)。该评价函数d是以尺度和平移量为参数的函数。而且，一边使尺度和平移量变化一边计算d的值。针对这样通过小波变换得到的评价函数d，求出其值为极大值的尺度以及平移量。具有该尺度和平移量来作为参数的母小波ψ(t)与对象数据x(t)的一致度最高。作为母小波ψ(t)的一例，能够列举墨西哥帽函数。[数2]在此，a是尺度，b是平移量。在非专利文献1中，通过使用墨西哥帽函数进行小波变换来求出评价函数d。之后，关于评价函数d，针对多个尺度a的值进行以下操作：在将尺度a固定为某一个值并使测定变量t变化时求出成为极大值的点。当在将测定变量t设为横轴、将尺度a设为纵轴的图表上表示这样求出的点时，成为沿着尺度a的方向延伸的一个或多个线状。将像这样线状地表示的数据称为“脊线(Ridgeline)”。而且，将在脊线上评价函数d具有极大值的部位的测定变量t的值决定为对象数据(质谱)中的峰的位置(t的值)。根据该方法，能够与对象数据中的峰的强弱等无关地检测峰。专利文献1：日本特开平07-098270号公报非专利文献1：PanDu其他两位，“Improvedpeakdetectioninmassspectrumbyincorporatingcontinuouswavelettransform-basedpatternmatching(通过结合基于连续小波变换的模式匹配得到的质谱中的改进后的峰检测)”，Bioinformatics，(英国)，牛津大学出版，2006年7月4日，第22卷第17号2059～2065页
技术实现思路
专利技术要解决的问题在色谱中，有时除了叠加源自成分的本来的峰以外，还叠加宽度窄的峰状的噪声、缓慢地上升且宽度宽的峰状的背景。在非专利文献1所记载的方法中，这些峰状的噪声、背景也被检测为峰，无法判别所检测到的峰是真正的峰还是噪声、背景。在谱的情况下也同样。本专利技术所要解决的课题在于，提供如下一种峰检测方法以及数据处理装置：能够与峰的强弱等无关地检测峰，并且能够判别所检测到的峰是否为真正的峰。用于解决问题的方案为了解决上述课题而完成的本专利技术所涉及的数据处理方法是根据表示测定值相对于测定变量的变化的图表的数据来检测峰的方法，包括以下步骤：a)小波变换步骤，通过使用仅具有一个极大值的母小波对所述数据进行小波变换，来求出以该母小波的尺度和平移量为参数的评价函数；以及b)峰候选信息获取步骤，基于所述评价函数具有极大值的部位的平移量来求出所述数据中的峰候选的位置，并且基于与该峰候选对应的尺度来决定该峰候选的宽度。在此，测定变量例如是指色谱的情况下的时间、光谱的情况下的波长、质荷比谱的情况下的质荷比，通常，在图表中将测定变量表现为横轴，将测定值表现为纵轴。在本专利技术中，使用仅具有一个极大值的母小波进行小波变换，基于评价函数具有极大值的部位的平移量来求出所述数据中的峰候选的位置，并且基于与该峰候选对应的尺度来决定该峰候选的宽度。这样决定的峰候选的宽度成为用于判别该峰候选是源自试样中的成分的本来的峰还是与本来的峰不同的成分(噪声、背景等)的指标。尺度虽然不是与峰候选的宽度相同的值，但在母小波仅具有一个极大值的情况下，尺度与该宽度之间存在相关关系。此外，在母小波具有两个以上的极大值的情况下，有可能意味着该母小波与所述数据中的多个峰的一致度高，因此无法将尺度与数据的峰对应。因此，在本专利技术中使用仅具有一个极大值的母小波。对于所述母小波，典型地列举墨西哥帽函数。或者，也能够将被称为高斯差分的、取宽度不同的两个高斯函数的差的函数用作所述母小波。以下，以将墨西哥帽函数用作母小波的情况为例，来说明决定峰候选的宽度的方法。在此，将仅存在一个具有高斯分布的峰的数据假定为模型，将该模型的峰的宽度设为未知的值σp。另外，当对该模型的数据进行小波变换时，将尺度设为σf，内积dtop表示为下式。[数3]在此，[数4]在此，导入对内积dtop乘以尺度得到的评价函数S(σp，σf，m)＝σfmdtop(σp，σf)…(5)。当该评价函数S作为σf的函数取极大值时、即时，σf＝((5+2m)/(1-2m))1/2σp…(6)。如果在式(5)的评价函数S中设为m＝0，则内积dtop本身为评价函数S。在该情况下，当将评价函数S的极大值下的尺度设为σfmax时，σp＝5-/2σfmax。另外，如果在式(5)中设为m＝-1，则σp＝σfmax。即使在将m的值设为这些0以及-1以外的值的情况下，也同样能够求出σfmax与σp的关系。因此，根据通过对实际的数据进行小波变换所得到的内积d来求出评价函数S，根据得到的评价函数S来制作脊线，求出在该脊线中评价函数S为极大值的尺度σfmax，由此能够决定峰候选的宽度σp。此外，即使在使用墨西哥帽函数以外的小波函数的情况下，也能够使用与上述同样的方法来决定峰候选的宽度。本专利技术所涉及的峰检测方法也能够进行以下处理：通过从多个所述峰候选中的所述尺度的值小的一个峰候选起依次将一个或多个峰候选从所述数据中去除，来制作宽幅峰候选检测用数据，将所述数据置换为所述宽幅峰候选检测用数据，来进行所述小波变换步骤以及所述峰候选信息获取步骤。一般地，宽度越宽的峰候选，峰强度越小，因此难以检测，但根据使用了该宽幅峰候选检测用数据的处理，在去除了宽度窄的峰候选的影响之后，进行小波变换步骤、峰候选位置决定步骤以及峰候选宽度决定步骤，因此易于检测宽度宽的峰候选。此外，在制作宽幅峰候选检测用数据时去除一部分峰候选并非意味着将该峰候选判别为伪峰。关于这些峰候选，基于在从所述数据去除之前决定的宽度来判别真伪即可。本专利技术所涉及的数据处理装置是进行根据表示测定值相对于测定变量的变化的图表的数据来检测峰的数据处理的装置，具备：a)小波变换部，通过使用仅具有一个极大值的母小波对所述数据进行小波变换，来求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种峰检测方法，根据表示测定值相对于测定变量的变化的图表的数据来检测峰，该峰检测方法的特征在于，包括以下步骤：a)小波变换步骤，通过使用仅具有一个极大值的母小波对所述数据进行小波变换，来求出以该母小波的尺度和平移量为参数的评价函数；以及b)峰候选信息获取步骤，基于所述评价函数具有极大值的部位的平移量来求出所述数据中的峰候选的位置，并且基于与该峰候选对应的尺度来决定该峰候选的宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种峰检测方法，根据表示测定值相对于测定变量的变化的图表的数据来检测峰，该峰检测方法的特征在于，包括以下步骤：a)小波变换步骤，通过使用仅具有一个极大值的母小波对所述数据进行小波变换，来求出以该母小波的尺度和平移量为参数的评价函数；以及b)峰候选信息获取步骤，基于所述评价函数具有极大值的部位的平移量来求出所述数据中的峰候选的位置，并且基于与该峰候选对应的尺度来决定该峰候选的宽度。2.根据权利要求1所述的峰检测方法，其特征在于，通过从多个所述峰候选中的所述尺度的值小的一个峰候选起依次将一个或多个峰候选从所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泽慎司，小泽弘明，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP