[發明專利]基于圖像處理的特征峰識別方法及計算設備、存儲介質

在審

• 申請號: 202110916641.1
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113640445A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 胡蕓;趙楊;惠非瓊;張麗;阮藝斌
• 申請（專利權）人: 貴州中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N30/86
• 分類號: G01N30/86
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發明公開了一種基于圖像處理的特征峰識別方法，包括：在氣相離子遷移譜圖中選取第一圖譜；將第一圖譜轉為二值圖像；確定二值圖像中所有目標區域的邊緣點集，根據邊緣點集在第一圖譜中獲取各目標區域的特征數據，特征數據包括離子強度、色譜保留時間、離子遷移時間；針對每一個目標區域，根據特征數據構建第一特征曲線和第二特征曲線，判斷第一特征曲線和第二特征曲線的波峰數量，若第一特征曲線和第二特征曲線的波峰數量均為一個，則獲取該目標區域內的最大離子強度及其相應的色譜保留時間和離子遷移時間作為該目標區域的特征峰信息。該方法能夠準確、簡便地從氣相離子遷移譜圖中提取出特征峰信息。本發明還公開了一種計算設備和存儲介質。

技術領域

本發明涉及氣相色譜離子遷移譜技術應用領域，特別涉及一種基于圖像處理的特征峰識別方法及計算設備、存儲介質。

背景技術

氣相色譜-離子遷移譜(Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometer，GC-IMS)技術結合了強分辨力的氣相色譜技術和高靈敏度的離子遷移譜技術，因此GC-IMS技術極大增強了氣相色譜的檢測靈敏度，同時提高離子遷移譜的分辨率和線性響應范圍，在食品、軍事、化工很環境監測等方面得到了廣泛的應用。GC-IMS聯用儀器產生的圖譜數據含有豐富的物質信息，包括物質的氣相色譜保留時間、離子遷移時間以及離子強度等信息量。

目前，GC-IMS圖譜的分析主要通過儀器自帶的軟件，并依據人眼對不同樣品對應圖譜的差異，采用人工方式選取特征峰，并以標記特征峰的信息(如色譜保留時間，離子遷移時間，峰強度等)作為表征變量，然后進行定性或定量分析。然而這種通過人工識別特征峰的方式一定程度上依賴于操作人員，因此難免會造成特征峰識別的效率和準確性較差。

發明內容

本發明的主要目的在于解決現有技術中人工識別特征峰準確性和效率性較差的問題。

為實現上述目的，本發明的實施例提供了一種基于圖像處理的特征峰識別方法，能夠在一定程度上避免主觀因素的帶來的誤差，實現特征峰的準確、快速識別。具體地，該方法用于從氣相離子遷移譜圖中提取特征峰，包括：

在氣相離子遷移譜圖中選取表征樣品揮發性物質的第一圖譜；

將第一圖譜轉化為二值圖像；

確定二值圖像中的所有目標區域的邊緣點集，根據邊緣點集在第一圖譜中獲取各目標區域的特征數據，每一個目標區域的特征數據均包括該目標區域內各點的離子強度、色譜保留時間以及離子遷移時間；

針對每一個目標區域，根據該目標區域內的特征數據構建第一特征曲線和第二特征曲線，分別判斷第一特征曲線的波峰數量和第二特征曲線的波峰數量，若第一特征曲線的波峰數量和第二特征曲線的波峰數量均為一個，則獲取該目標區域內的最大離子強度及其相應的色譜保留時間和離子遷移時間作為該目標區域的特征峰信息；

其中，第一特征曲線為第一離子強度隨色譜保留時間的變化曲線，第二特征曲線為第二離子強度隨離子遷移時間的變化曲線。

采用本方案，可以在一定程度上簡化數據分析的工作量，為利用GC-IMS譜圖辨識物質種類以及物質穩定性提供了便利。并且該方法首先對待檢測物質的氣相色譜進行分離，然后再獲得離子遷移譜，最大程度地表達樣品的指紋特征，確保樣品數據的全面性、真實性及溯源性。

作為本發明的一個具體實施方式，針對每一個目標區域，在分別判斷第一特征曲線的波峰數量和第二特征曲線的波峰數量時，

若第一特征曲線的波峰數量為多個而第二特征曲線的波峰數量為一個或第一特征曲線的波峰數量為一個而第二特征曲線的波峰數量為多個，則進一步獲取第一特征曲線和第二特征曲線中的波峰數量為多個的特征曲線的波谷；