彩色二维标识码、产生方法以及用途技术

本发明专利技术是一种全新的基于分析数据的复杂混合物体系的彩色二维标识码、产生方法和用途。采用该标识方法，可将不同模态的包括烟用香精香料混合物、动植物组织（中草药、烟叶等）和分泌物及其提取物等任何多组份的复杂混合物体系的化学、物理、光谱等各种分析数据量化成唯一对应的包含丰富信息的“指纹”。系通过下述过程产生的：复杂混合物体系分析数据的冗余度分析、分析数据的预处理与特征抽提、特征数据的压缩、彩色二维标识码数据的生成以及彩色二维标识符的产生与显示。该标识方法简单和适用。可用于诸如香精香料、烟叶、中草药、化妆品、饮料等多组份混合物的工农业产品的品质标识与防伪等方面，还能用于复杂混合物体系分析数据的计算机检索。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由复杂混合物体系的分析数据产生其彩色二维标识码，产生方法，涉及为实现这种技术所需的特有的数据处理方法，以及该彩色二维标识码用于复杂混合物体系的分析。
技术介绍
复杂混合物体系，比如中药制剂就是一种包含多种成分的混合物，而且来源及产地不同所包含的活性成分也不完全相同，解决如何标识这样一个非常复杂的混合物体系，为中药制剂的品质控制以及新产品开发提供手段具有非常重要的实际意义。再如，烟用香精香料也是一个混合体系。这类体系当混合物的成分和/或浓度稍有不同时，其表现出来的性质，如香味也不同。对于这些复杂体系目前主要依靠专家的主观感觉和一些零星的分析数据进行表征，现有的这些方法难于满足产品的品质控制和研究开发新产品的要求，因此建立一套新的标识方法具有特别重要的实用意义。同时不法商人为追求高额利润，常常在一些贵重天然产品中添加一些合成品和一些廉价的其它天然产品。为鉴别贵重产品中是否搀假，也需要建立一套新的标识方法便于真假鉴别。而当前还没有一套很好的标识复杂混合物体系的技术方法来满足企业和规范市场等的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码。本专利技术的目的还提供一种基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码产生方法。本专利技术的另一目的是提供一种基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码的用途，为解决现存的工业上对大量混合体系无法标识的困难，从而为新的中药开发、新的香精香料、化妆品等复杂混合物产品的研发以及它们真实性的鉴定和假冒伪劣产品的识别服务。本专利技术的基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码是通过下述过程产生的复杂混合物体系分析数据的导入、导入数据的冗余度分析、分析数据的预处理与特征抽提、特征数据的压缩、彩色二维标识码数据的生成以及彩色二维标识符的产生与显示。所述的混合物体系分析数据是由两种不同分析数据组成，一种是将混合物中不同成份分开所产生的包括气相或液相色谱数据在内的色谱数据中的保留指数；另一种是对第一种方法所分离得到的各成份分析检测得到的包括质谱、质谱/质谱、核磁共振或红外在内的各种波谱数据于生成彩色二维标识码的两种分析数据，通常第一种比较简单，它被用于Y方向或圆轴方向；第二种比较复杂，它被用于X方向或圆周方向，同时在将这一数据用于产生二维标识码前一般须经冗余度分析、预处理与特征抽提和压缩，但是这些预处理不是必不可少的，也可直接用于产生二维标识码。本专利技术的彩色二维标识码是把复杂混合物体系的两种不同分析方法得到的数据用一个二维彩色图形表示。先导入复杂混合物体系的分析数据，然后对导入数据进行冗余度分析、分析数据的预处理与特征抽提、特征数据的压缩、彩色二维标识码数据的生成以及彩色二维标识符的产生而获得。本专利技术首先把用第一种分析方法得到的数据(如色谱分析得到的保留指数)用从深蓝色经黄色、绿色直到浅蓝色、白色这样渐变的调色板表示于Y轴方向或圆轴方向，数据值所对应的颜色，通过对调色板的线性插值得到，数据值(如色谱数据的保留指数)越大，对应的颜色越接近浅蓝色或白色，相当于物体与观察视点的距离越远；反之，数据值(如色谱数据的保留指数)越小，对应的颜色越接近深蓝色，对应于物体与观察视点的距离越近，介于两者之间的数据值则分别对应于相应的颜色。第二种分析方法检测得到的数据(例如质谱信息)则置于X轴方向或圆周方向。选择颜色的方法如下依序从分析数据中每次读取三个字节，每个字节的数值分别转换成对应于调色板的红色、绿色和蓝色。X和Y方向(或圆周方向和圆轴方向)的基色相结合就调配出彩色的二维标识码。复杂混合物体系的分析数据一般说来数据量比较庞大，只能通过分析仪器所带的计算机程序导出，再导入到彩色的二维标识码生成系统。分析数据的导入可采用美国国家标准局(NIST)的AMDIS Analysis工具软件或其他功能相同的软件。由于复杂混合物体系的第二种分析数据的数据量十分庞大，为了有效地进行数据交换、储存和处理，需要对分析数据进行冗余度分析，以便得到与成份组成有最佳对应关系的冗余度尽可能小的分析数据。同时复杂混合物体系的第二种分析数据存在比较多的噪声以及可能的基线漂移，因此必须先用某种数学方法进行预处理。本专利技术采用的这些数学方法可以是统计的、人工智能的和其它任何易于在计算机上实现的方法。例如，主成分分析、偏最小二乘、演化算法、分形方法等。最近出现的小波变换方法，由于它是泛函分析、调和分析、数值分析的最完美结晶，因此特别适合于本专利技术中用于除噪、平滑、消除基线漂移、模式识别、特征信号的提取等。通过特征抽提得到的分析数据仍然包含大量的信息，还需要对原始数据进行压缩，进一步减少数据的冗余度，节省存储空间，加速数据传输与处理的速度。数据压缩方法可分为有损压缩和无损压缩两种，无损压缩方法在压缩后可以完全恢复原始数据，而有损压缩方法在压缩后会有程度不同的数据损失，通常用于数字化存储的模拟数据。本专利技术的基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码标识方法可采用两种方法中的任何一种，但建议采用无损压缩的方法。常用的压缩方法主要有最小冗余度压缩方法、自适应Huffman压缩方法、算术压缩方法、基于字典的压缩方法，如LZ77、LZ78、LZSS、LZW以及分形压缩方法等。将本专利技术产生彩色二维标识码过程中需要用到的冗余度分析、预处理与特征抽提等方法已集成在个称作CISOC-EXTRACT的软件中。运行这个软件就可方便地完成所有这些处理。将本专利技术产生彩色二维标识码过程中需要用到彩色二维标识码数据的生成以及彩色二维标识码的产生与显示方法已集成在一个称作CISOC-2DCC的软件中。运行这个软件就可方便地自动得到彩色二维标识码。本专利技术的二维标识码可以是矩形、正方形、圆形或任何其他形状的二维图形。一般情况下采用矩形或圆形。当希望用其他二维图形的方式表达时，只要先按本专利技术方法生成矩形或圆形二维标识码，然后经过某种数学变换处理成任何所希望的二维图形；或者直接将分析数据用所希望的二维图形予以表达。例如，本专利技术的实施例中图10-13所示，X即是把通过第一种分离分析手段得到的数据表示于Y轴方向，第二种分析方法检测得到的已经预处理和压缩的数据用一系列的同心圆环表达，颜色的选择同于矩形的，得到了另一种圆环形的彩色二维标识码。应用本专利技术的彩色二维标识码首先可以用作中药制剂、香精香料、化妆品等复杂混合体系的唯一标识(marker)。这种标识可用于复杂混合物的鉴定、品质控制、防伪等，对中药制剂来说这种标识是申请进入国外市场所必不可少的。彩色二维标识码用作复杂混合物体系的品质标识和质量控制标准的原理是由于混合物体系的复杂性，用专家测试时，不同人和不同测试体系的相关性评判是非常困难的，往往难于得到一致的结果，因此只有类似本专利技术的客观标识体系，才有可能正确地工作。在具体实践中，先建立一套标准样品的二维标识码，建成一个标准数据库。生产过程中将样品的抽样测试数据与标准库对比，如果与标准库的标识码匹配，就表明产品合格，否则就表明该产品不合格，应予以调整，直至合格。至于鉴定、防伪等，也可以采用类似的方法。本专利技术的彩色二维标识码除用于复杂混合体系的唯一标识外，还可用于对复杂混合物分析数据的快速检索。由于本专利技术的彩色二维标识码能作为复杂混合体系的唯一标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于复杂混合物体系分析数据的彩色二维标识码，其特征是由复杂混合物体系的分析数据采用统计的、人工智能的和其它任何一种易于在计算机上实现的数据处理方法变换成一种矩形、正方形、圆形或任何其他形状的二维的彩色图形标识体系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，李丰，姚建华，郭寅龙，袁身刚，王源，惠永正，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，上海中药创新研究中心，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]