[发明专利]一种基于权重系数的光谱数据修正方法

说明书

本发明公开了一种基于权重系数的光谱数据修正方法，首先通过黑、白、灰校准板的基准值及复值，计算出不同时间点的光谱倍率值，然后根据黑、白、灰校准板与待测样品的反射率关系，计算出各校准板的权重系数，进而得到光谱修正公式，接着，结合黑、白、灰校准板光谱倍率值及光谱修正公式对待测样品复值光谱数据进行修正，最后，将待测样品光谱数据的基准值分别与原始复值及修正后复值进行整合建模，并分别判断两模型的质量。本发明的方法充分结合了便携式近红外光谱数据的特性，可以有效对不同时间点的便携式近红外光谱数据进行修正，进而提升光谱模型质量，同时易于实施，极大程度的解决了不同时间点便携式近红外光谱数据难以修正的问题。

技术领域

本发明涉及光谱数据修正技术领域，特别涉及一种基于权重系数的光谱数据修正方法。

背景技术

近年来，近红外光谱分析技术发展十分迅速，已在化工，制药，军工，食品等多个领域都获得了应用。近红外光谱技术属于分子光谱技术，可以在分子水平上表明物质成分和性质信息，不论对经济还是社会影响来说，都取得了非常高的效益，极具发展潜力。

然而，目前大多数物质成分和性质信息检测主要使用大型实验室近红外光谱仪器进行，这些方法虽然定量准确灵敏度高，但所需设备体积庞大，设备费用昂贵，样品制备时间长且样品制作方法严格，检测设备和样品制备需要专业人员操作，检测环境固定，且分析时间长，不适用于现场检测，不便于推广使用。

伴随着便携式近红外光谱技术的发展，市场主流的大型近红外光谱仪设备都朝着体积小巧，价格低廉的便携式方向发展。但是便携式近红外光谱仪易于受光源、检测器、使用方法、环境条件等影响，造成采集的光谱数据稳定性差，精度低，进而影响光谱模型效果。尤其是便携式近红外光谱仪天与天，周与周之间的光谱数据都可能存在较大差异。传统的通过预处理算法来对光谱数据进行修正效果不佳，难以从根本上解决问题。为了确保便携式近红外光谱仪的模型质量，急需一种能够对便携式近红外光谱数据进行修正的方法。

现有技术中也存在一些对近红外光谱数据进行修正的方法。例如现有技术中申请号为201710018551.4的一种多光谱影像标定方法，具体公开了通过三种校准目标第二反射率及分别对应的像元亮度值之间的关系构建分段式线性方程，再将对应待标定地物目标的像元亮度值代入线性方程即可计算出该像元对应待标定物目标的标定反射率。存在并未结合便携式近红外光谱仪的光谱数据的特殊性的问题，准确度不高。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种基于权重系数的光谱数据修正方法，可以有效对不同时间点的便携式近红外光谱数据进行修正，进而提升光谱模型质量，同时易于实施，极大程度的解决了不同时间点便携式近红外光谱数据难以修正的问题。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种基于权重系数的光谱数据修正方法，包括以下步骤：

A.在采集周期内每隔预设间隔时间分别采集一次黑、白、灰校准板及待测样品的光谱数据，其中，将第一次采集的光谱数据设定为基准值光谱数据，将之后采集的光谱数据设定为原始复值光谱数据；

其中，黑、白、灰校准板均采用国际认证的标准化校准板，其受环境影响极小，材质不易发生变化，抗油污能力强，测试表面分布均匀，在近红外光谱波长范围内极为稳定，是一种极度适用于便携式近红外光谱数据的校准材料；同时，本发明的方法中光谱数据的采集的设计是充分考虑了便携式近红外光谱仪受限于光源、检测器、使用方法、环境条件等影响，使得即使采集相同样品得到的光谱数据天与天之间都有些许变化，周与周之间都有较大变化的特性，通过在采集周期内每隔固定间隔时间即进行一次数据采集，从而最大程度的体现修正效果，其中，具体的采集周期及间隔时间可根据实际情况进行设定；

B.结合黑、白、灰校准板的基准值光谱数据及原始复值光谱数据，分别计算黑、白、灰校准板在各采集时间点的光谱倍率值；