[发明专利]拉曼光谱预处理方法及系统

权利要求书

1.拉曼光谱预处理方法，包括小波去噪阶段、非对称最小二乘法去噪阶段、标准归一化处理阶段和三次平滑样条拟合处理阶段，其特征在于：所述非对称最小二乘法去噪阶段具体包括以下步骤：

S1求解拉曼信号强度向量维度m；

S2生成m维的稀疏矩阵，并对该稀疏矩阵求2阶导生成矩阵D；

S3生成初始化m行1列的单位矩阵w；

S4以w向量为对角元素，生成维度为m行m列的带状稀疏矩阵W；

S5对(W+D’*D)做Cholesky分解，得到维度为m行m列矩阵C；

S6求C’*C矩阵的逆矩阵E；

S7向量w和向量y做点积生成向量R；

S8做矩阵乘法E*R生成1行m列向量z；

S9对向量z和采集到的拉曼信号y按位做’>’作生成新的w向量；

S10更新w向量，重复步骤S4～S10，通过多次迭代找到最优的光谱基线。

2.拉曼光谱预处理系统，包括小波去噪模块、非对称最小二乘法去噪模块、标准归一化处理模块和三次平滑样条拟合处理模块，其特征在于：所述非对称最小二乘法去噪模块包括中央控制模块、矩阵处理阵列、Cholesky求解模块和片上内存；每一次迭代过程，中央控制模块通过CHOL_RUN信号触发Cholesky求解模块执行，并且将对片上内存的读写访问总线交给Cholesky求解模块；当Cholesky求解模块执行完毕后通过CHOL_RDY信号反馈给中央控制模块；中央控制模块再将MATRIX_PROC_RUN信号拉高，使能矩阵处理阵列；矩阵处理阵列执行完毕后通过拉高MATRIX_PROC_RDY信号反馈给中央处理单元；中央处理单元执行下一次的基线校正迭代；通过多次迭代找到最优的光谱基线。

3.根据权利要求2所述的拉曼光谱预处理系统，其特征在于：所述Cholesky求解模块用于对待求解矩阵进行最大值遍历搜索和C_ij＝C_ij-a_ik*C_kj变换，i,j表示被搜索矩阵行列坐标，其中a_ik为k列元素，C_kj为k行元素，k＝1,2,3,4,······,m；并将生成的值更新到相对应坐标位置元素，将相对应最大值元素的行列坐标位置信息存放入FILO的存储器中；所述Cholesky求解模块再从FILO存储器中读取坐标信息，并依据此坐标信息进行矩阵的行列互换，并将生成的结果送到片上内存中。

4.根据权利要求2所述的拉曼光谱预处理系统，其特征在于：所述矩阵处理阵列包括乘法单元、加法器和比较器；所述乘法单元进行两个矩阵的乘法运算，即受控制信号操作从内存中分别读取矩阵A的某一行与矩阵B的某一列，将行列元素分别点乘生成1024个乘积值；所述加法器对1024个乘积值做累加，完成后生成向量z，向量z与向量y通过比较器比较生成向量w，y为采集的拉曼光谱信号常量。