一种谱图基线的确定方法技术

本公开提供了一种谱图基线的确定方法，涉及谱图分析技术领域。包括：过滤谱图数据中的噪声，得到待处理数据区间；以待处理数据区间的起点为中心点选定一窗口，并获取窗口内待处理数据点的初始数值和拟合数值；获取待处理数据点初始数值与拟合数值的差，得到待处理数据点的残差并获取残差的中位数；基于残差及残差的中位数，获取待处理数据点的新权重，利用新权重再次进行拟合，重复上述步骤直至得到待处理数据区间内的所有待处理数据点的最终拟合值，并确定谱图基线。采用本公开提供的方法，有效解决了现有技术提供的谱图基线确定方法准确度较差的问题。确度较差的问题。确度较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种谱图基线的确定方法


[0001]本公开涉及谱图分析
，具体涉及一种谱图基线的确定方法。

技术介绍

[0002]通过计算峰面积来进行定量分析是一种常用的谱图处理方法，而峰面积则是谱峰与基线所围成的区域。因此，要正确得到峰面积，必须确定好谱图的基线。
[0003]现有技术中，确定谱图基线有手动和自动两种方式。其中，手动确定谱图基线的方法效率较低，容易引入人为误差，且由于操作人员色谱处理习惯的不同，不同操作人员确定的基线往往存在较大差异，准确性较差；自动确定谱图基线的方法一般需要先确定峰的起点和终点，起点或终点误判会导致基线偏高或偏低，从而使得确定的基线准确性较差，此外，随着仪器使用时间的增长，基线偏移现象也会加大基线确定的难度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开提供了一种谱图基线的确定方法，能够有效解决现有技术中提供的基线确定方法效率低且确定的基线不准确的问题。
[0005]下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]本公开提供了一种谱图基线的确定方法，包括：
[0007]步骤一：过滤谱图数据中的噪声，得到待处理数据区间；
[0008]步骤二：以待处理数据区间的起点为中心点选定一窗口，并获取所述窗口内待处理数据点的初始数值；
[0009]步骤三：基于所述待处理数据点的初始权重，对所述待处理数据点的初始数值进行最小二乘法拟合，得到所述待处理数据点的拟合数值；
[0010]步骤四：获取所述待处理数据点初始数值与拟合数值的差，得到所述待处理数据点的残差，并获取各待处理数据点残差的中位数；
[0011]步骤五：基于所述待处理数据点的残差及各待处理数据点残差的中位数，通过以下公式获取所述待处理数据点的修正权重：
[0012][0013]其中w
l
′
为待处理数据点的修正权重，Δy
l
为待处理数据点的残差，Δy
z
为各待处理数据点残差的中位数，k为预设系数；
[0014]步骤六：基于所述待处理数据点的修正权重，通过以下公式计算所述待处理数据点的新权重：
[0015]w
i新
＝αw
i
'(k
‑
1)+(1
‑
α)w
i
'(k)
[0016]其中，w
i新
为待处理数据点的新权重，w
i
'(k)为当前次待处理数据点的修正权重，w
i
'(k
‑
1)为上一次待处理数据点的修正权重，α为权重松弛系数；
[0017]步骤七：将步骤六获取到的待处理数据点的新权重作为初始权重带入步骤三，重复步骤三至六预设次数，获取到所述窗口中心点的最终拟合值；
[0018]步骤八：将所述窗口右移，重复步骤二至七，直至得到所述待处理数据区间内的所有待处理数据点的最终拟合值，基于所述所有待处理数据点的最终拟合值确定谱图基线。
[0019]在一些实施例中，所述过滤谱图数据中的噪声，包括，采用五点三次平滑滤波或七点三次平滑滤波过滤谱图数据中的噪声。
[0020]进一步的，当所述谱图数据的标准差小于等于一阈值时，采用五点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声；当所述谱图数据的标准差大于一阈值时，采用七点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声。
[0021]更进一步的，所述阈值的获取方法，包括：
[0022]采用以下公式计算仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间数据的标准差，并取该标准差的倍数作为所述阈值：
[0023][0024][0025]其中，s0为仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间数据的标准差，m为仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间数据点的个数，u1、u2...u
m
为仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间各数据点的数值，为仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间各数据点数值的均值。
[0026]在一些实施例中，所述采用五点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声，包括：
[0027]以谱图数据的起始点为起点建立五点平滑窗口；
[0028]将窗口内数据点的原始数值带入五点三次平滑公式，得到平滑后的数值；
[0029]将窗口右移，继续计算平滑后的数值，直至窗口覆盖谱图数据的结尾点。
[0030]进一步的，所述五点三次平滑公式为：
[0031][0032]其中，a
‑2、a
‑1、a0、a1、a2为窗口内数据点的原始数值，为窗口内数据点的原始数值，为窗口内数据点平滑后的数值。
[0033]在一些实施例中，所述采用七点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声，包括：
[0034]以谱图数据的起始点为起点建立七点平滑窗口；
[0035]将窗口内数据点的原始数值带入七点三次平滑公式，得到平滑后的数值；
[0036]将窗口右移，继续计算平滑后的数值，直至窗口覆盖谱图数据的结尾点。
[0037]进一步的，所述七点三次平滑公式为：
[0038][0039]其中，a
‑3、a
‑2、a
‑1、a0、a1、a2、a3为窗口内数据点的原始数值，为窗口内数据点平滑后的数值。
[0040]在一些实施例中，步骤三中，基于所述待处理数据点的初始权重，对所述待处理数据点的初始数值进行最小二乘法拟合，得到所述待处理数据点的拟合数值，包括：
[0041]基于所述各待处理数据点的初始权重，通过以下公式对所述各待处理数据点的初始数值的矩阵进行最小二乘法拟合，得到所述各待处理数据点的拟合数值的矩阵：
[0042][0043]其中，为所述各待处理数据点的拟合数值的矩阵，X为所述各待处理数据点的索引值的矩阵，Y为所述各待处理数据点的初始数值的矩阵，w为所述各待处理数据点的初始权重的矩阵。
[0044]进一步的，首次进行步骤三时，所述各待处理数据点的初始权重均为1。
[0045]本公开提出了一种谱图基线的确定方法，通过求待处理数据点的初始数值与拟合值的差值获取待处理数据点的残差，由于残差越大表示待处理数据点越有可能为色谱峰或异常点，因此进一步将残差大的待处理数据点的权重调小，从而逐步剔除待处理数据点中的异常点，使剩余待处理数据点的拟合值更加靠近基线，并最终基于各待处理数据点的拟合值确定基线。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谱图基线的确定方法，其特征在于，包括：步骤一：过滤谱图数据中的噪声，得到待处理数据区间；步骤二：以待处理数据区间的起点为中心点选定一窗口，并获取所述窗口内待处理数据点的初始数值；步骤三：基于所述待处理数据点的初始权重，对所述待处理数据点的初始数值进行最小二乘法拟合，得到所述待处理数据点的拟合数值；步骤四：获取所述待处理数据点初始数值与拟合数值的差，得到所述待处理数据点的残差，并获取各待处理数据点残差的中位数；步骤五：基于所述待处理数据点的残差及各待处理数据点残差的中位数，通过以下公式获取所述待处理数据点的修正权重：其中w
i
'为待处理数据点的修正权重，Δy
i
为待处理数据点的残差，Δy
z
为各待处理数据点残差的中位数，k为预设系数；步骤六：基于所述待处理数据点的修正权重，通过以下公式计算所述待处理数据点的新权重：w
i新
＝αw
i
'(k
‑
1)+(1
‑
α)w
i
'(k)其中，w
i新
为待处理数据点的新权重，w
i
'(k)为当前次待处理数据点的修正权重，w
i
'(k
‑
1)为上一次待处理数据点的修正权重，α为权重松弛系数；步骤七：将步骤六获取到的待处理数据点的新权重作为初始权重带入步骤三，重复步骤三至六预设次数，获取到所述窗口中心点的最终拟合值；步骤八：将所述窗口右移，重复步骤二至七，直至得到所述待处理数据区间内的所有待处理数据点的最终拟合值，基于所述所有待处理数据点的最终拟合值确定谱图基线。2.如权利要求1所述的谱图基线的确定方法，其特征在于，所述过滤谱图数据中的噪声，包括：采用五点三次平滑滤波或七点三次平滑滤波过滤谱图数据中的噪声。3.如权利要求2所述的谱图基线的确定方法，其特征在于，当所述谱图数据的标准差小于等于一阈值时，采用五点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声；当所述谱图数据的标准差大于一阈值时，采用七点三次平滑滤波过滤所述谱图数据中的噪声。4.如权利要求3所述的谱图基线的确定方法，其特征在于，所述阈值的获取方法，包括：采用以下公式计算仪器空载时从谱图起点到开始出峰点之间数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高松，宋光容，吕磊，闫现所，吴晓阳，殷光升，陈康宁，刘帅敬，安瑞君，冯庆浩，梅小强，刘朋刚，窦灏，丁万生，李德安，田红兵，刘文亮，徐军，
申请(专利权)人：青岛明华电子仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：