[發明專利]一種光譜模型傳遞的光譜識別方法

有效

• 申請號: 202011562350.9
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112683816B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 隋峰;張志濤;代勝英;李文博;何濤
• 申請（專利權）人: 中船重工安譜（湖北）儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G06K9/62
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

本發明提供了一種光譜模型傳遞的光譜識別方法，先對主機與從機的樣品光譜進行分類，然后建立光譜傳遞模型，最后對主機預測集樣品進行光譜校正后帶入從機，得到樣品成分、含量結果；本方法有效消除了不同光譜儀器在不同環境下的差異，實現了主機光譜與從機互通，減少了分析測試、建立標準樣品光譜庫的工作量；相較于傳統方法，所需參數、數據量少，校正準確度高。

技術領域

本發明屬于光譜分析技術領域，具體涉及一種光譜模型傳遞的光譜識別方法。

背景技術

光譜分析技術在化學檢測、計算機科學等學科基礎上發展而成，在食品檢測、藥品檢測、油品檢測等方面得到越來越廣泛的應用，稱為化學分析領域熱門技術。

在光譜儀器實際運用中，各類不同廠家、不同型號的光譜儀間存在著結構差異，即便是同種儀器在不同使用環境的影響下也存在著不可避免的光譜差異。因此在同步多臺光譜儀器的光譜數據及樣品光譜庫時需要對光譜模型進行建立，實現光譜數據及樣品光譜庫的互通。特別是毒性較大、獲取難度較大、建庫難度較大的樣品庫的建立，可以通過光譜模型傳遞的方式，從已有該類樣品庫的光譜儀器中導入至其他光譜儀器，完成建庫。

光譜模型建立是通過對光譜儀器測量得到的光譜數據進行數學分析，得到該光譜儀器的光譜特征。通過量化各臺光譜儀器的光譜特征，對光譜數據的進行處理，實現光譜數據在各臺光譜儀器中互通。

光譜模型傳遞方法主要有標樣方法，比如shenk’s法、直接校正法(DS)。這類方法需要選擇一定數量的樣品組成參考集(或轉換集)，在主機與從機上分別測得樣品光譜，從而找到函數關系。另一種是無標樣方法，如有限脈沖響應(FIR)法，該類方法不需要標樣集。

目前有標樣方法中DS法與PDS法是最常用、最有效的方法。DS法是將全譜區數據逐一進行校正，原理簡單，但處理數據較多，所需標樣量大；PDS法是選擇一個小光譜區間窗口進行校正，而窗口的選擇對校正效果具有很大影響，會產生一定誤差。

現有光譜模型傳遞方法中需要樣品數量很多，對光譜數據處理量大，且模型傳遞不夠準確。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種光譜模型傳遞的光譜識別方法，能夠實現主儀器上的光譜可應用于多臺從儀器上，消除光譜儀器因結構差異、環境差異等，減少了建立標準庫的成本。

一種光譜模型傳遞的光譜識別方法，包括如下步驟：

步驟1、主機與從機分別采集相同樣本的光譜數據；

步驟2、通過對光譜漂移量修正以及光譜強度修正得到光譜傳遞模型，具體包括：

步驟2a、光譜漂移量修正：

針對主機和從機采集的每個樣品的光譜數據，確定每個峰值在主機光譜數據中對應的波數ν，以及該峰值在從機光譜數據中相對于波數ν的偏移量ε，則得到波數ν與對應的偏移量ε一組數據；遍歷所有樣品的光譜數據，得到光譜偏移量集合X(ν，ε)；將該集合中的ε值進行曲線擬合，得到波數ν與偏移量ε之間的對應關系函數：ε＝f(ν)；

步驟2b、光譜強度修正：

對于任一樣品，其在主機中光譜曲線函數定義為Y_1A(ν)，對應從機中光譜曲線函數定義為Y_1B(ν)，則：

ΔY₁(ν)＝Y_1A(ν)-Y_1B(ν)

在任一波數ν處，ΔY₁(ν)隨Y_1A(ν)線性變化，即：

ΔY₁(ν)＝k(ν)Y_1A(ν)+d(ν)

其中k(ν)為線性變化系數，是波數ν的函數；d(ν)為固定變化量，是波數ν的函數；