[发明专利]一种三维荧光光谱数据的分解方法及装置

说明书

本发明公开了一种三维荧光光谱数据的分解方法及装置，该方法包括：获取待测样品的三维荧光光谱、待测样品纯品的三维荧光光谱和初始额外组分的数量；对待测样品的三维荧光光谱进行数据分解，得到待测物样品的数据分解信息；判断残差是否为随机噪声，如果否，则增加初始额外组分的数量，得到更新后的额外组分；根据更新后的额外组分对所述待测样品的三维荧光光谱进行重新的数据分解，至最终分解后得到的残差光谱为随机误差时，确定所述待测物样品的最终额外组分；获取最终额外组分的荧光光谱。通过本发明解决了现有分解方法的分析速度慢和无法排除突发干扰的问题。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，特别是涉及一种三维荧光光谱数据的分解方法及装置。

背景技术

最近几年，伴随环境污染的日益严重，往往需要对环境中的某些环境样品进行分析，例如水样品、土壤样品等，然后根据分析结果进行相应的环境保护或者环境治理。由于荧光光谱技术对环境样品进行分析时具有灵敏度高、检测速度快等优点被广泛应用在环境监测技术领域。

现有的普通的荧光分析法对于复杂的多组分混合物的分析存在着不足，需要利用更多的光谱信息，而三维荧光光谱技术恰好解决了普通荧光分析法的信息不足的问题，可以对待测样品中的多种成分进行更好的分辨。三维荧光光谱是记录样品在多个激发和发射波长下的荧光强度值的光谱技术，广泛应用到环境样品分析研究中。但是在获得三维荧光光谱后对其进行分析的方法存在着一定的限制，阻碍了其在实际环境监测中的应用。

现有的三维荧光光谱数据的分解方法需要一组三维荧光光谱数据才能进行分解，从而导致需要在一段时间的采样获得多个数据后才能进行分析，因而无法保证数据的时效性，无法实现对突发污染物的及时响应；并且，现有的分解方法依赖于三线性独立条件，而大部分环境样品并不满足该条件，使得对待测物的三维荧光光谱的峰形、峰位置以及峰强度的估计出现偏出，无法实现准确定量；同时，现有的分解方法需要人为选择样品中的组分数，因此无法排除人的主观因素的影响，且无法自动完成分析过程，从而无法应用于在线监测等领域。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种三维荧光光谱数据的分解方法及装置，解决了现有分解方法的分析速度慢和无法排除突发干扰的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种三维荧光光谱数据的分解方法，该方法包括：

获取待测样品的三维荧光光谱和所述待测样品纯品的三维荧光光谱，并预设所述待测样品的初始额外组分的数量；

根据所述初始额外组分的数量和所述待测样品纯品的三维荧光光谱，对所述待测样品的三维荧光光谱进行数据分解，得到所述待测物样品的数据分解信息，其中，所述数据分解信息包括所述待测物样品的荧光强度、额外组分的三维荧光光谱和残差光谱；

判断所述残差光谱是否为随机噪声，如果否，则增加初始额外组分的数量，得到更新后的额外组分；

根据更新后的额外组分对所述待测样品的三维荧光光谱进行重新的数据分解，至最终对所述待测样品的三维荧光光谱进行分解后得到的残差光谱为随机误差时，确定所述待测物样品的最终额外组分；

获取所述最终额外组分的荧光光谱，并将所述最终额外组分的荧光光谱和所述待测样品的荧光强度作为数据分解结果进行输出。

优选的，所述根据所述初始额外组分的数量和所述待测样品纯品的三维荧光光谱，对所述待测样品的三维荧光光谱进行数据分解，得到所述待测物样品的数据分解信息，包括：

当所述初始额外组分的数量不为零时，对所述初始额外组分的三维荧光光谱进行初始化处理，得到所述初始额外组分的初始激发光谱和初始发射光谱；

根据所述待测样品纯品的三维荧光光谱和所述初始额外组分的初始激发光谱，对所述待测物样品的三维荧光光谱进行线性拟合优化处理，得到所述待测样品的荧光强度、额外组分荧光光谱和残差光谱。