[發(fā)明專利]一種基于偏最小二乘法的生物特征標記物提取方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710476396.0 | 申請日： | 2017-06-21 |
| 公開（公告）號： | CN107203497B | 公開（公告）日： | 2021-03-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 歐陽永中;劉俊文 | 申請（專利權(quán)）人： | 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 |
| 主分類號： | G06F17/18 | 分類號： | G06F17/18;G01N27/62 |
| 代理公司： | 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732 | 代理人： | 周新楣 |
| 地址： | 528000 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 最小二乘法 生物 特征 標記 提取 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于偏最小二乘法的生物特征標記物提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
對待提取樣本進行質(zhì)譜分析，獲得待提取樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)；
采用偏最小二乘法對待提取樣本進行建模及特征提取；
所述對待提取樣本進行質(zhì)譜分析，獲得待提取樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)這一步驟，具體為：
計算待提取樣本的質(zhì)核比并分析待提取樣本的類別，獲得待提取樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)；
所述采用偏最小二乘法對待提取樣本進行建模及特征提取這一步驟，包括以下步驟：
獲取待提取樣本的質(zhì)核比和類別，將待提取樣本的質(zhì)核比設(shè)為自變量，將待提取樣本的類別設(shè)為因變量；
對自變量和因變量進行標準化處理；
獲取標準化處理后的自變量和因變量，采用偏最小二乘法，提取待提取樣本的特征數(shù)據(jù)；
所述獲取標準化后的自變量和因變量，采用偏最小二乘法，提取待提取樣本的特征數(shù)據(jù)這一步驟，包括以下步驟：
根據(jù)標準化處理后的自變量和因變量，進行主成分提取；
判斷主成分提取得到的主成分是否滿足設(shè)定精度要求，若是，則結(jié)束主成分提取操作并執(zhí)行下一步驟的操作；反之，則返回根據(jù)標準化后的自變量和因變量，進行主成分提取這一步驟，直至提取到的主成分滿足設(shè)定精度要求；
根據(jù)滿足設(shè)定精度要求的主成分，對待提取樣本進行特征提??；
所述根據(jù)滿足設(shè)定精度要求的主成分，對待提取樣本進行特征提取這一步驟，包括以下步驟：
獲取滿足設(shè)定精度要求的主成分，計算待提取樣本的負荷向量；
根據(jù)待提取樣本的負荷向量，計算待提取樣本的載荷矩陣；
根據(jù)待提取樣本的載荷矩陣，進行待提取樣本特征標志物的提??；
提取滿足設(shè)定精度要求的主成分的具體過程為：
設(shè)自變量的標準矩陣為E0，設(shè)因變量的標準矩陣為F0；
根據(jù)E0和F0計算權(quán)值向量，并將計算結(jié)果進行歸一化得到權(quán)值向量w1，所述權(quán)值向量計算公式為：w1T＝F0TE0/(F0TF0)，歸一公式為：w1＝w1/‖w1‖，其中‖w1‖為w1的模值；
根據(jù)權(quán)值向量w1計算得分向量t1，所述得分向量計算公式為：t1＝E0w1；
根據(jù)得分向量t1計算負荷向量p1，所述負荷向量計算公式為：p1T＝t1TE0/(t1Tt1)；
根據(jù)負荷向量p1提取生物樣本數(shù)據(jù)的第一主成分；
其中，記T＝[t1，tn]為得分矩陣，即樣本的主成分矩陣；P＝[p1，pn]為載荷矩陣；W＝[w1,wn]為系數(shù)矩陣，則第一主成分的計算公式為：T1＝E0W(PTW)-1；
其他主成分的計算方法與上述第一主成分的計算方法相同；
所述滿足設(shè)定精度要求的主成分與因變量的相關(guān)度最大，滿足設(shè)定精度要求的主成分t1與因變量F0的相關(guān)系數(shù)算子r(t1，F(xiàn)0)取值最大，即：r(t1，F(xiàn)0)→max；
所述主成分還存儲了自變量和因變量之間的最大差異信息，自變量和因變量之間的最大差異信息通過主成分t1的最大方差var(t1)來進行表征，即：var(t1)→max。
2.一種基于偏最小二乘法的生物特征標記物提取系統(tǒng)，其特征在于，包括：
質(zhì)譜分析子系統(tǒng)，用于對待提取樣本進行質(zhì)譜分析，獲得待提取樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)；
特征提取子系統(tǒng)，用于采用偏最小二乘法對待提取樣本進行建模及特征提??；
所述特征提取子系統(tǒng)，包括：
獲取模塊，用于獲取待提取樣本的質(zhì)核比和類別，將待提取樣本的質(zhì)核比設(shè)為自變量，將待提取樣本的類別設(shè)為因變量；
標準化處理模塊，用于對自變量和因變量進行標準化處理；
特征提取模塊，用于獲取標準化處理后的自變量和因變量，采用偏最小二乘法，提取待提取樣本的特征數(shù)據(jù)；
所述特征提取模塊，包括：
主成分提取單元，用于根據(jù)標準化處理后的自變量和因變量，進行主成分提??；
回歸處理單元，用于判斷主成分提取得到的主成分是否滿足設(shè)定精度要求，若是，則結(jié)束主成分提取操作并執(zhí)行下一步驟的操作；反之，則返回根據(jù)標準化后的自變量和因變量，進行主成分提取這一步驟，直至提取到的主成分滿足設(shè)定精度要求；
特征提取單元，用于根據(jù)滿足設(shè)定精度要求的主成分，對待提取樣本進行特征提取；
所述特征提取單元，包括：
負荷向量計算子單元，用于獲取滿足設(shè)定精度要求的主成分，計算待提取樣本的負荷向量；
載荷矩陣計算子單元，用于根據(jù)待提取樣本的負荷向量，計算待提取樣本的載荷矩陣；
特征提取子單元，用于根據(jù)待提取樣本的載荷矩陣，進行待提取樣本特征標志物的提?。?/p>
提取滿足設(shè)定精度要求的主成分的具體過程為：
設(shè)自變量的標準矩陣為E0，設(shè)因變量的標準矩陣為F0；
根據(jù)E0和F0計算權(quán)值向量，并將計算結(jié)果進行歸一化得到權(quán)值向量w1，所述權(quán)值向量計算公式為：w1T＝F0TE0/(F0TF0)，歸一公式為：w1＝w1/‖w1‖，其中‖w1‖為w1的模值；
根據(jù)權(quán)值向量w1計算得分向量t1，所述得分向量計算公式為：t1＝E0w1；
根據(jù)得分向量t1計算負荷向量p1，所述負荷向量計算公式為：p1T＝t1TE0/(t1Tt1)；
根據(jù)負荷向量p1提取生物樣本數(shù)據(jù)的第一主成分；
其中，記T＝[t1，tn]為得分矩陣，即樣本的主成分矩陣；P＝[p1，pn]為載荷矩陣；W＝[w1,wn]為系數(shù)矩陣，則第一主成分的計算公式為：T1＝E0W(PTW)-1；
其他主成分的計算方法與上述第一主成分的計算方法相同；
滿足設(shè)定精度要求的主成分t1與因變量F0的相關(guān)系數(shù)算子r(t1，F(xiàn)0)取值最大，即：r(t1，F(xiàn)0)→max；
所述主成分還存儲了自變量和因變量之間的最大差異信息，自變量和因變量之間的最大差異信息通過主成分t1的最大方差var(t1)來進行表征，即：var(t1)→max。
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