[发明专利]一种拉曼光谱数据的处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种拉曼光谱数据的处理方法及系统，方法包括以下步骤：通过拉曼光谱仪采集测试样品的第一拉曼光谱数据；对所述第一拉曼光谱数据进行去本底处理得到第二拉曼光谱数据；根据标准样品的拉曼光谱数据库和第二拉曼光谱数据，对测试样品中的成分进行识别，得到识别结果。本发明通过对测试样品的第一拉曼光谱数据进行去本底处理，得到第二拉曼光谱数据，再根据标准样品的拉曼光谱数据库和第二拉曼光谱数据，对测试样品中的成分进行识别，得到识别结果，通过去本底处理，避免识别过程中本底光谱对测试结果的影响，保证识别结果的准确性。本发明可广泛应用于光谱数据处理领域。

技术领域

本发明涉及光谱数据处理领域，尤其是一种拉曼光谱数据处理方法及系统。

背景技术

拉曼光谱分析技术是利用激光刺激被测样品，被测样品受激辐射拉曼信号，由于不同物质的内部分子结构不同，使得样品受激能够产生特定的拉曼散射光谱，从而可以通过分析拉曼信号研究分子结构和成分构成。随着激光技术和光电探测技术的进步，拉曼技术在成分检测领域的应用越来越广泛。近年来，国内对食品药品安全监督的力度越来越大，相比较传统气相液相分析设备，采用拉曼光谱检测设备进行成分检测具有检测周期短、成本低和携带方便的优势。但是，由于拉曼信号非常弱，尤其是小型轻量化设备的激光能量弱，其对散射光的收集能力也有限，导致探测器件得到的拉曼信号容易受到本底光谱、噪声和杂散光的干扰，如果直接对探测器采集的数据进行处理和分析，则会影响对测试样品进行成分判断的准确性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种能有效地检测出测试样品中是否含有标准样品成分的拉曼光谱数据的处理方法及系统。

本发明采用的第一种技术方案是：一种拉曼光谱数据的处理方法，包括以下步骤：

通过拉曼光谱仪采集测试样品的第一拉曼光谱数据；

对所述第一拉曼光谱数据进行去本底处理得到第二拉曼光谱数据；

根据标准样品的拉曼光谱数据库和第二拉曼光谱数据，对测试样品中的成分进行识别，得到识别结果。

进一步地，所述对所述第一拉曼光谱数据进行去本底处理得到第二拉曼光谱数据，具体为：

通过高通滤波器矩阵和惩罚函数对第一拉曼光谱数据进行去本底处理，得到第二拉曼光谱数据，所述第二拉曼光谱数据的计算公式为：

其中，为第二拉曼光谱数据，y为第一拉曼光谱数据，x为迭代光谱数据，F(x)为评价函数，H为有限域高通滤波器矩阵，φ为惩罚函数，λ为权重系数，D_i为第i阶微分，M为微分总阶数，N_i为第i阶微分数据长度。

进一步地，所述有限域高通滤波器矩阵，通过以下步骤获取：

获取第一微分算子和截断算子；

根据第一微分算子和截断算子，得到第一增广矩阵和第二增广矩阵；

获取延展模式变换矩阵；

根据第一增广矩阵和延展模式变换矩阵，得到截断矩阵；

根据第二增广矩阵和延展模式变换矩阵，得到微分矩阵；

根据截断矩阵和微分矩阵得到有限域高通滤波器矩阵。

进一步地，在对所述第一拉曼光谱数据进行去本底处理之前，还包括以下步骤：

根据拉曼光谱仪的波长分辨率计算波数最小分辨率，得到波数分度值，所述波数分度值的计算公式为：