[发明专利]飞行时间质谱仪的重叠峰分离方法及系统

权利要求书

1.一种飞行时间质谱仪的重叠峰分离方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：获取飞行时间质谱谱图，谱图中包括由多个谱峰重叠形成的重叠峰、以及单独的谱峰，转到S2；

S2：在谱图中选择1个邻近重叠峰的单独谱峰，根据谱图噪声水平选择尺度参数；根据选择的尺度参数，采用小波基函数对当前谱峰作连续小波变换，得到小波系数曲线，根据小波系数曲线获取当前谱峰的宽度估计值；对谱图的重叠峰作傅里叶去卷积处理后得到理想谱图，根据理想谱图获取重叠峰中的谱峰个数和谱峰估计位置，转到S3；

S3：以S2中所述宽度估计值、谱峰个数和谱峰估计位置作为初始参数，限定重叠峰中所有谱峰的宽度相同，基于最小二乘法对重叠峰作高斯拟合，获得精确谱峰参数；

S2中所述对谱图的重叠峰作傅里叶去卷积处理后得到理想谱图f′(t)的计算公式为：

其中代表傅里叶逆变换，F(w)代表飞行时间质谱谱图的傅里叶变换，G(w)代表特征函数的傅里叶变换；

S3中高斯拟合公式为：

其中f″(t)代表飞行时间质谱谱图的计数强度值，n代表谱峰个数，A_i为第i个谱峰的面积，exp代表以自然常数e为底的指数函数，t代表飞行时间谱图的质量数，μ_i代表第i个峰的位置，σ代表谱峰宽度，σ的初始值为宽度估计值；

拟合公式中的拟合标准为最小二乘：

其中miniminze(E)代表最小均方差，N代表数据长度，y_i代表第i个数据点的原始计数强度值，f_i代表第i个拟合数据的值。

2.如权利要求1所述的飞行时间质谱仪的重叠峰分离方法，其特征在于：S2中所述小波基函数为高斯小波系，所述当前谱峰为高斯峰形。

3.如权利要求1所述的飞行时间质谱仪的重叠峰分离方法，其特征在于：S2中所述根据小波系数曲线获取当前谱峰的宽度估计值的流程包括：当前谱峰的宽度估计值为小波系数曲线的极大值和极小值的横轴距离。

4.一种飞行时间质谱仪的重叠峰分离系统，其特征在于：该系统包括飞行时间质谱谱图获取模块、谱峰处理模块、重叠峰处理模块和重叠峰分离模块；

飞行时间质谱谱图获取模块用于：获取飞行时间质谱谱图，谱图中包括由多个谱峰重叠形成的重叠峰、以及单独的谱峰；

谱峰处理模块用于：在谱图中选择1个邻近重叠峰的单独谱峰，根据选择的尺度参数，采用小波基函数对当前谱峰作连续小波变换，得到小波系数曲线，根据小波系数曲线获取当前谱峰的宽度估计值；

重叠峰处理模块用于：对谱图的重叠峰作傅里叶去卷积处理后得到理想谱图，根据理想谱图获取重叠峰中的谱峰个数和谱峰估计位置；

重叠峰分离模块：以谱峰处理模块获取的宽度估计值、以及重叠峰处理模块获取的谱峰个数和谱峰估计位置作为初始参数，限定重叠峰中所有谱峰的宽度相同，基于最小二乘法对重叠峰作高斯拟合，获得精确谱峰参数；

所述重叠峰处理模块对谱图的重叠峰作傅里叶去卷积处理后得到理想谱图f′(t)的计算公式为：

其中代表傅里叶逆变换，F(w)代表飞行时间质谱谱图的傅里叶变换，G(w)代表特征函数的傅里叶变换；

所述重叠峰分离模块进行高斯拟合的公式为：

其中f″(t)代表飞行时间质谱谱图的计数强度值，n代表谱峰个数，A_i为第i个谱峰的面积，exp代表以自然常数e为底的指数函数，t代表飞行时间谱图的质量数，μ_i代表第i个峰的位置，σ代表谱峰宽度，σ的初始值为宽度估计值；

拟合公式中的拟合标准为最小二乘：

其中miniminze(E)代表最小均方差，N代表数据长度，y_i代表第i个数据点的原始计数强度值，f_i代表第i个拟合数据的值。

5.如权利要求4所述的飞行时间质谱仪的重叠峰分离系统，其特征在于：所述谱峰处理模块的小波基函数为高斯小波系，所述当前谱峰为高斯峰形。

6.如权利要求4所述的飞行时间质谱仪的重叠峰分离系统，其特征在于：所述谱峰处理模块根据小波系数曲线获取当前谱峰的宽度估计值的流程包括：当前谱峰的宽度估计值为小波系数曲线的极大值和极小值的横轴距离。