[發明專利]拉曼光譜預處理方法及系統

有效

• 申請號: 201410487979.X
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104198463B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 王一皓;方紹熙;盧艷娥;張煒;湯冬云;何石軒;陳昭明;謝婉誼;張華
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 孫方

1.拉曼光譜預處理方法，包括小波去噪階段、非對稱最小二乘法去噪階段、標準歸一化處理階段和三次平滑樣條擬合處理階段，其特征在于：所述非對稱最小二乘法去噪階段具體包括以下步驟：

S1求解拉曼信號強度向量維度m；

S2生成m維的稀疏矩陣，并對該稀疏矩陣求2階導生成矩陣D；

S3生成初始化m行1列的單位矩陣w；

S4以w向量為對角元素，生成維度為m行m列的帶狀稀疏矩陣W；

S5對(W+D’*D)做Cholesky分解，得到維度為m行m列矩陣C；

S6求C’*C矩陣的逆矩陣E；

S7向量w和向量y做點積生成向量R；

S8做矩陣乘法E*R生成1行m列向量z；

S9對向量z和采集到的拉曼信號y按位做’>’作生成新的w向量；

S10更新w向量，重復步驟S4～S10，通過多次迭代找到最優的光譜基線。

2.拉曼光譜預處理系統，包括小波去噪模塊、非對稱最小二乘法去噪模塊、標準歸一化處理模塊和三次平滑樣條擬合處理模塊，其特征在于：所述非對稱最小二乘法去噪模塊包括中央控制模塊、矩陣處理陣列、Cholesky求解模塊和片上內存；每一次迭代過程，中央控制模塊通過CHOL_RUN信號觸發Cholesky求解模塊執行，并且將對片上內存的讀寫訪問總線交給Cholesky求解模塊；當Cholesky求解模塊執行完畢后通過CHOL_RDY信號反饋給中央控制模塊；中央控制模塊再將MATRIX_PROC_RUN信號拉高，使能矩陣處理陣列；矩陣處理陣列執行完畢后通過拉高MATRIX_PROC_RDY信號反饋給中央處理單元；中央處理單元執行下一次的基線校正迭代；通過多次迭代找到最優的光譜基線。

3.根據權利要求2所述的拉曼光譜預處理系統，其特征在于：所述Cholesky求解模塊用于對待求解矩陣進行最大值遍歷搜索和C_ij＝C_ij-a_ik*C_kj變換，i,j表示被搜索矩陣行列坐標，其中a_ik為k列元素，C_kj為k行元素，k＝1,2,3,4,······,m；并將生成的值更新到相對應坐標位置元素，將相對應最大值元素的行列坐標位置信息存放入FILO的存儲器中；所述Cholesky求解模塊再從FILO存儲器中讀取坐標信息，并依據此坐標信息進行矩陣的行列互換，并將生成的結果送到片上內存中。

4.根據權利要求2所述的拉曼光譜預處理系統，其特征在于：所述矩陣處理陣列包括乘法單元、加法器和比較器；所述乘法單元進行兩個矩陣的乘法運算，即受控制信號操作從內存中分別讀取矩陣A的某一行與矩陣B的某一列，將行列元素分別點乘生成1024個乘積值；所述加法器對1024個乘積值做累加，完成后生成向量z，向量z與向量y通過比較器比較生成向量w，y為采集的拉曼光譜信號常量。