[发明专利]一种卷烟烟气色谱数据保留时间漂移MWFFT校准方法

权利要求书

1.一种卷烟烟气色谱数据保留时间漂移MWFFT校准方法，引入了移动窗口快速傅立叶变换以及交叉相关方法，具体步骤如下：

a.将卷烟烟气萃取浓缩液放入进样瓶中，并放入GC/oa-TOF-MS的进样装置中，设定进样的气相色谱以及质谱参数，同一个卷烟烟气样本进样8次，获得样本的色谱图数据；

b.交叉相关：用计算两个存在着线性漂移的信号间相关系数与漂移点数的标准方法，将一信号向某一方向不断移动，并计算与另一信号之间的相关系数；对于给定的两个连续函数r和s，它们间相对移动j个点数之后的相关系数为：

c(j)=∫-∞+∞r(x)s(x+j)dx]]>

类似于两个连续函数的交叉相关，离散的色谱信号之间的交叉相关按下式计算：

c(j)=Σi(r(i)-r‾)(s(i+j)-s‾)Σi(r(i)-r‾)2Σi(s(i+j)-s‾)2]]>

其中r是参考谱，s是待校谱，向量c是交叉相关系数；

c.基于快速傅立叶的快速交叉相关：根据循环卷积和交叉相关定理，交叉相关的傅立叶变换相合适的情况下等于信号傅立叶变换后的点积；通过采用快速傅立叶变换，两个信号交叉相关的计算的时间复杂度降低为O（NlogN）；通过利用这个技术，将快速傅立叶交叉相关用于高能量的色谱数据校准中；

离散傅立叶变换的正变换与逆变换由下式定义：

Xk=Σn=0N-1xne-2πiNknk=0,...,N-1xn=1NΣn=0N-1Xke2πiNknk=0,...,N-1]]>

X表示经过离散傅立叶变换后的信号。现在用和分别表示离散傅立叶变换的正变换与逆变换，那么和则分别表示信号r和s的离散傅立叶变换。由交叉相关定理，得知：

上式中*表示交叉相关，而符号·则表示点积；对上式进行离散傅立叶变换逆变换，得到：

c表示信号r与s的交叉相关；

d.移动窗口快速傅立叶变换交叉相关： MWFFT通过采用移动窗口策略来取代分段的策略，在移动窗口的过程中，每个窗口移动的点数均能用快速傅立叶交叉相关来估计，移动窗口过程处理之后，色谱每个点移动多少个点数均能够得知，将这些点绘制出来，得到一条保留时间漂移点数图；移动窗口的大小一般大于最大峰宽或者保留时间最大漂移点数，从参考色谱与待校色谱绘于同一图中观察出；

e.校准质量的评价：矩阵的简单值被定义为矩阵归一化的奇异值开四次方之和，如果第一个主成分解释的方差比较大，则简单值也会比较大，简单值作为一个评价校准结果的指标:

Simplicity=Σ(SVD(xΣiΣjxij2))4]]>

色谱峰面积相对变化均值被引来评价峰面积校准前后发生的变化,它的定义如下：

mrca=1mΣi=1m(|Σj=1nAi,j-Σj=1nSi,j|Σj=1nSi,j)]]>

在上式中矩阵S中每一行表示一条待校准的色谱,矩阵A中每一行则表示校准后的色谱;

f.进一步优化MWFFT速度: 用高度优化的快速傅立叶变换库来加快MWFFT方法计算速度，提升MWFFT方法的性能。