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原文传递一种色谱数据自动异态峰识别与处理的方法与系统

专利名称：	一种色谱数据自动异态峰识别与处理的方法与系统
摘要：	本发明提供一种色谱数据自动异态峰识别与处理的方法与系统，包括：对原始谱图信号进行检测，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息并获得其峰宽信息和峰高信息；根据各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，判断各个异态峰的形态信息；根据各个异态峰的形态信息，匹配预设的拟合曲线模型，基于匹配的拟合曲线模型以及得到的各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，对原始的谱图信号进行拟合，以从异态峰中还原出各组分的原始信号值。基于本公开所述的色谱数据处理方法，对存在共融峰、饱和峰、拖尾峰等异态峰形的色谱信号具有良好的兼容性，通过自动化检测与自适应模型拟合的方式，显著减少由异态峰所引起的定量误差，并实现稳定的谱图信号自动化精准定量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	精智未来(广州)智能科技有限公司
发明人：	林雨航;陈思彤;王俊奇
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311090353.0
公开号：	CN117092270A
代理机构：	广东勰思律师事务所
代理人：	赵赛
分类号：	G01N30/86;G;G01;G01N;G01N30;G01N30/86
申请人地址：	510700 广东省广州市黄埔区(中新广州知识城)亿创街1号406房之541
主权项：	1.一种色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，包括：对原始的谱图信号进行检测，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息；根据所述各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息获得各个异态峰的峰宽信息和峰高信息；根据各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，获得各个异态峰的形态信息；根据所述各个异态峰的形态信息，匹配预设的拟合曲线模型，基于匹配的拟合曲线模型以及得到的各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，对原始的谱图信号进行拟合，以从异态峰中拟合各组分的原始信号值。 2.根据权利要求1所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述对原始的谱图信号进行检测，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息，包括：基于一阶导数法，将一阶导数中由正值变为负值的位置作为顶点，一阶导数中由非正值变为正值的位置作为峰的左边界位置、负值变为非负值作为峰的右边界位置，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息。 3.根据权利要求2所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述对原始的谱图信号进行检测，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息，还包括：在存在严重共融峰导致一阶导数无法检测出隐藏峰的情况下，取二阶导数的局部最小值作为隐藏峰的顶点，峰顶点间的局部最大值作为共融峰边界，得到异态峰的顶点、左边界及右边界信息。 4.根据权利要求1所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据所述各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息获得各个异态峰的峰宽信息，包括：获取各个异态峰共融交界位置的信号值与半峰高信息；根据所述共融交界位置信号、半峰高信息以及各个异态峰原始的所述顶点、左边界及右边界信息，确定出所述各个异态峰的共融形态；根据每个异态峰的不同共融形态，确定各个异态峰的峰宽信息。 5.根据权利要求4所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据所述各个异态峰的不同共融形态，确定各个异态峰的峰宽信息，包括：在当前的共融峰处于显式低共融的状态下，根据原始峰的半峰宽信息拟合得出峰宽信息；在当前的共融峰处于显式高共融、隐式低共融或隐式高共融的状态下，根据左半峰宽信息和右半峰宽信息与峰共融的位置关系，将非共融侧的半峰宽信息对称拟合为峰宽信息；在所述当前峰缺失半峰宽信息的共融峰状态下，根据非共融侧的半峰宽信息使共融侧的半峰宽与之相等，得出峰宽信息。 6.根据权利要求4所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据所述各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息获得各个异态峰的峰高信息，包括：在所述当前峰处于共融峰内最高峰的情况下，确定原始的所述顶点信息为峰高信息；在所述当前峰不是共融峰内最高峰的情况下，确定原始的顶点信息减去相邻峰在该位置处的拟合值的差值为峰高信息。 7.根据权利要求4所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述共融交界位置信号至少包括左界信号值和右界信号值，其中，根据所述共融交界位置信号、半峰高信息以及各个峰原始的所述顶点、左边界及右边界信息，确定出每个共融峰的共融形态，包括：对比各个峰的左、右界信号值和半峰高的关系；将左、右界信号值均小于半峰高的峰确定为处于低共融状态的峰，将至少有一侧边界信号值大于半峰高的峰确定为处于高共融状态的峰；其中，分析共融交界位置信号的共融程度，得出共融形态为显式共融或隐式共融，包括：对比分析一阶导数法和二阶导数法中所述顶点、左边界及右边界信息的结果，得出一阶导数法和二阶导数法中结果相同的共融峰为显式共融，结果不同的共融峰为隐式共融。 8.根据权利要求1所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，判断各个异态峰的形态信息，包括：分析获取的原始谱图信号，得到连续上限峰高信号或连续等值的方差区间信号，将所述连续上限峰高信号和所述方差区间信号均确定为饱和峰异态区间信号；根据所述饱和峰异态区间信号，得到饱和峰的顶点位置信息，根据饱和峰处的峰形曲线信息，得到饱和峰顶点的高度和位置信息。 9.根据权利要求8所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述对获取的原始的谱图信号进行检测，得到连续最大值峰高信号或连续等值的方差区间信号，包括：获取检测器的检测上限峰高以及谱图信号中至少连续三个超出检测上限的峰信息，根据连续三个超出检测上限的峰信息，判断该区间为饱和峰异态区间；和/或，获取峰高大于0值的峰高信号及预设长度的峰高信号，得到一段局部方差为0或接近0的信号区间的局部方差信号，根据连续的等值的局部方差信号，得到该区间为饱和峰异态区间信号。 10.根据权利要求8所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据所述饱和峰异态区间信号，得到饱和峰的顶点位置信息，根据饱和峰处的峰形曲线信息，得到饱和峰顶点的高度和位置信息，具体步骤为：获取饱和峰异态区间左右两侧边缘点信息，确定峰曲线在左右两侧边缘点的切线信息；根据所述切线信息的交点，得到饱和峰的顶点；将所述顶点与饱和峰异态区间左右两侧的边缘点进行直线连接，得到饱和峰的峰顶点位置信息。 11.根据权利要求1所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，根据各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，判断各个异态峰的形态信息，包括：获取左右两侧值为峰高值一半的位置信息，根据所述位置信息与顶点位置的横轴差值，得到左右半峰宽信息；计算左右两侧半峰宽差异，得到左右两侧半峰宽差异小于或等于差异阈值，判断该峰对称性较强，按照正常峰进行处理；计算左右两侧半峰宽差异，得到左右两侧半峰宽差异大于差异阈值，判断该峰为明显的非对称，其中右宽较大则为拖尾峰，左宽较大则为前沿峰，即拖尾峰或前沿峰异态区间。 12.根据权利要求11所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述根据各个异态峰的状态信息，匹配预设的拟合曲线模型，基于匹配的拟合曲线模型以及得到的各峰的峰宽信息和峰高信息对原始的谱图信号进行拟合，包括：将预先得到的正常峰的峰宽信息和峰高信息、饱和峰的峰宽信息和峰高信息及，及左右两侧半峰宽差异小于或等于差异阈值的拖尾峰、前沿峰的峰宽信息和峰高信息，输入拟合曲线模型中，获取拟合结果，其中，拟合公式分别为：高斯曲线表示为：洛伦茨曲线表示为：其中，h表示峰的高度，μ表示峰顶点出现的位置，w表示峰的半峰宽，t表示时间，f(t)表示t时刻对应的值。 13.根据权利要求11所述的色谱数据自动异态峰识别与处理的方法，其特征在于，所述根据各个异态峰的状态信息，匹配预设的拟合曲线模型，基于匹配的拟合曲线模型以及得到的各峰的峰宽信息和峰高信息对原始的谱图信号进行拟合，包括：获取左右两侧半峰宽差异大于差异阈值的拖尾峰、前沿峰的峰宽信息和峰高信息，输入拟合模型中，得到拟合结果，其中，拟合公式为：其中，h和μ分别表示峰的高度和顶点出现的位置，w表示峰的半峰宽，σ表示曲线的标准差，在指数校正的高斯模型中，erf代表一种常用的误差函数，被定义为： 14.一种气体分子色谱数据的分析装置，其特征在于，包括：检索装置：用于对获取的原始谱图信号上进行检测，得到各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息；获取模块，用于根据所述各个异态峰的顶点、左边界及右边界信息获得各异态峰的峰宽信息和峰高信息；根据各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，获得各个异态峰的形态信息；拟合模块，根据所述各个异态峰的形态信息，匹配预设的拟合曲线模型，基于匹配的拟合曲线模型以及得到的各个异态峰的峰宽信息和峰高信息，对原始的谱图信号进行拟合，以从异态峰中拟合出各组分的原始信号值。 15.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至13任一项所述色谱数据自动异态峰识别与处理的方法的步骤。 16.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至13任一项所述色谱数据自动异态峰识别与处理的方法的步骤。
所属类别：	发明专利