本發(fā)明涉及拉曼光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拉曼光譜匹配方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中使用拉曼光譜進行物質(zhì)匹配的方法主要采用特征峰匹配的方法以及拉曼光譜相關(guān)系數(shù)匹配的方法。

關(guān)于特征峰匹配的方法，例如拉曼光譜物質(zhì)檢測快速樣本查找方法中，包括以下步驟：建立特征庫；在光譜儀測試區(qū)域，放入待檢測物質(zhì)樣本，并進行拉曼光譜采集；遍歷這組數(shù)據(jù)序列，得到待檢測物質(zhì)樣本的最高峰數(shù)值Qmax，根據(jù)得到最低峰數(shù)值；在范圍[Qmin，Qmax]內(nèi)，得到各峰的位置與峰值，同時記錄下峰的總數(shù)量Mall，進行峰的總數(shù)量匹配；對范圍[Qmin，Qmax]內(nèi)平均分的3個高度區(qū)間內(nèi)的峰的數(shù)量進行匹配；在保留下來的指定物質(zhì)樣本中查找待檢測物質(zhì)樣本。

關(guān)于拉曼光譜相關(guān)系數(shù)匹配的方法，例如：利用拉曼光譜檢測液體制劑的方法，包括以下步驟：1)獲得本方法所需的各拉曼光譜，包括：對水進行拉曼檢測，得到其拉曼光譜，以W表示；對空的液體制劑包裝進行拉曼檢測，得到其拉曼光譜，以B表示；對帶有包裝的液體制劑進行拉曼檢測，得到其拉曼光譜，以DWB表示；通過光譜差減的方式獲得液體制劑中活性成分的拉曼光譜，以D表示；對液體制劑中活性成分標(biāo)準(zhǔn)品的水溶液進行拉曼檢測，得到包含有活性成分和水的參考拉曼光譜，以RDW表示；通過光譜差減的方式獲得液體制劑中活性成分的參考拉曼光譜，以RD表示；對液體制劑中輔料對照品的水溶液進行拉曼檢測，得到包含有輔料和水的參考拉曼光譜，以REW表示；通過光譜差減的方式獲得液體制劑中輔料的參考拉曼光譜，以RE表示；2)定性鑒別：將液體制劑中活性成分的拉曼光譜和參考拉曼光譜進行對比，計算二者的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)對液體制劑中的活性成分進行定性鑒別；3)定量計算液體制劑中各組分的濃度。

現(xiàn)有技術(shù)中使用拉曼光譜進行物質(zhì)匹配的方法主要采用特征峰匹配的方法以及拉曼光譜相關(guān)系數(shù)匹配的方法。

現(xiàn)有的方法中，特征峰匹配精度低，對于大樣本量誤報率高；相關(guān)系數(shù)考慮整體匹配因素，但是忽略了信號部分的特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述缺點，本發(fā)明提供了一種拉曼光譜匹配數(shù)據(jù)庫方法。

本發(fā)明提供的拉曼光譜匹配方法，包括：

步驟1，獲得待測物質(zhì)的拉曼光譜數(shù)據(jù)；

步驟2，判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)是否具有可提取的特征峰，如果是，執(zhí)行步驟3，如果否，執(zhí)行步驟5；

步驟3，確定當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)的特征峰的主峰，以主峰為中心確定此中心左方向和右方向的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點的范圍為當(dāng)前分段的主峰區(qū)域，在數(shù)據(jù)庫中查找與所述主峰區(qū)域相匹配的特征峰，計算所述主峰區(qū)域的權(quán)重和相關(guān)系數(shù)；

步驟4，從當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)中去除當(dāng)前分段的主峰區(qū)域，執(zhí)行步驟2；

步驟5，計算各段的權(quán)重與相關(guān)系數(shù)的乘積之和，將此和與各分段的權(quán)重之和的比值作為最終的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)此相關(guān)系數(shù)判斷匹配程度。

上述方法還可以具有以下特點：

所述步驟3中所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點的個數(shù)為30～60個。

上述方法還可以具有以下特點：

所述步驟3中所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點的個數(shù)為50個。

上述方法還可以具有以下特點：

所述步驟3中判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)是否具有可提取的特征峰的方法包括：判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)中主峰的峰值大于或等于所述步驟1中拉曼光譜數(shù)據(jù)的主峰能量值的預(yù)設(shè)比值為具有可提取的特征峰，小于所述預(yù)設(shè)比值為不具有可提取的特征峰。

上述方法還可以具有以下特點：

所述預(yù)設(shè)比值為2％～4％。

上述方法還可以具有以下特點：

所述預(yù)設(shè)比值3％。

上述方法還可以具有以下特點：

所述步驟3中所述主峰區(qū)域的權(quán)重為此主峰區(qū)域的能量值、或者以此主峰區(qū)域的能量值為參數(shù)的函數(shù)值。

上述方法還可以具有以下特點：

以此主峰區(qū)域的能量值為參數(shù)的函數(shù)值是指此主峰區(qū)域的能量值平方值或開方值。

上述方法還可以具有以下特點：

所述步驟1之前還包括：將拉曼光譜數(shù)據(jù)進行歸一化的處理，以及將數(shù)據(jù)庫中全譜圖進行歸一化處理。

本發(fā)明可以提高匹配精度，大樣本量時誤報率低。本發(fā)明不僅考慮到整體匹配因素，也兼顧了信號部分的特性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中拉曼光譜匹配方法的流程圖。

具體實施例

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

圖1是本發(fā)明中拉曼光譜匹配方法的流程圖，拉曼光譜匹配方法，包括：

步驟1，獲得待測物質(zhì)的拉曼光譜數(shù)據(jù)；

步驟2，判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)是否具有可提取的特征峰，如果是，執(zhí)行步驟3，如果否，執(zhí)行步驟5；

步驟3，確定當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)的特征峰的主峰Peak_Max，以此主峰為中心確定此中心左方向和右方向的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點的范圍為當(dāng)前分段(當(dāng)前分段為第i次分段，其中i為大于零的整數(shù))的主峰區(qū)域即Start_i至End_i，在數(shù)據(jù)庫中查找與此主峰區(qū)域相匹配的特征峰，計算此主峰區(qū)域的權(quán)重Wi和相關(guān)系數(shù)Ci；

其中，主峰區(qū)域的權(quán)重Wi為此主峰區(qū)域的能量值、或者以此主峰區(qū)域的能量值為參數(shù)的函數(shù)值(例如此主峰區(qū)域的能量值的平方或者開方)。

相關(guān)系數(shù)的計算公式為：

$Ci=\frac{\mathrm{cov}(X,Y)}{{\mathrm{\σ}}_X{\mathrm{\σ}}_Y}=\frac{E\left(\right(X-{\mathrm{\μ}}_X)(Y-{\mathrm{\μ}}_Y))}{{\mathrm{\σ}}_X{\mathrm{\σ}}_Y}=\frac{E\left(XY\right)-E\left(X\right)E\left(Y\right)}{\sqrt{E\left(X^2\right)-E^2\left(X\right)}\sqrt{E\left(Y^2\right)-}{E}^2\left(Y\right)}$

其中，X為主峰區(qū)域的數(shù)據(jù)，Y為數(shù)據(jù)庫中的主峰區(qū)域的數(shù)據(jù)，μ_X為數(shù)據(jù)X的平均值，μ_Y為數(shù)據(jù)Y的平均值，σ_X為數(shù)據(jù)X的方差，σ_Y為數(shù)據(jù)Y的方差，E為期望函數(shù)。

步驟4，從當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)中去除當(dāng)前分段的主峰區(qū)域，執(zhí)行步驟2；

步驟5，計算各段的權(quán)重與相關(guān)系數(shù)的乘積之和，將此和與各分段的權(quán)重之和的比值作為最終的相關(guān)系數(shù)，即根據(jù)下述公式計算系數(shù)相關(guān)系數(shù)C＝∑CiWi/∑Wi，根據(jù)此相關(guān)系數(shù)判斷匹配程度。

上述方法中：

步驟1中還包括以下處理：將拉曼光譜數(shù)據(jù)進行歸一化的處理，以及將數(shù)據(jù)庫中全譜圖進行歸一化處理。

步驟2中判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)是否具有可提取的特征峰的方法包括：判斷當(dāng)前拉曼光譜數(shù)據(jù)中主峰的峰值大于或等于所述步驟1中拉曼光譜數(shù)據(jù)的主峰能量值的預(yù)設(shè)比值為具有可提取的特征峰，小于所述預(yù)設(shè)比值為不具有可提取的特征峰。經(jīng)過多次實驗，預(yù)設(shè)比值為2％～4％時匹配效率較高，更為優(yōu)選的為3％。

步驟3中預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點的個數(shù)為30～60個，優(yōu)選為50個。

本發(fā)明可以提高匹配精度，大樣本量時誤報率低。本發(fā)明不僅考慮到整體匹配因素，也兼顧了信號部分的特性。

上面描述的內(nèi)容可以單獨地或者以各種方式組合起來實施，而這些變型方式都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括…...”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。