[发明专利]多位置漫射光谱数据的处理、建模、预测方法和处理装置有效
申请号: | 201410508057.2 | 申请日: | 2014-09-28 |
公开(公告)号: | CN105510238B | 公开(公告)日: | 2019-04-05 |
发明(设计)人: | 徐可欣;刘瑾;张婉洁 | 申请(专利权)人: | 天津先阳科技发展有限公司 |
主分类号: | G01N21/25 | 分类号: | G01N21/25 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 倪斌 |
地址: | 300457 天津市塘沽*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 位置 漫射 光谱 数据 处理 建模 预测 方法 装置 | ||
1.一种光谱数据处理方法,包括:
使用探测光,对包含特定成分的被测介质进行照射;
获得被测介质在第一径向位置处的第一光谱数据以及在第二径向位置处的第二光谱数据,其中确定比基准位置更靠近探测光光源的位置为第一径向位置,确定比基准位置更远离探测光光源的位置为第二径向位置,其中,第一径向位置、第二径向位置和基准位置均是光通过介质的路径上的径向位置,基准位置指示漫反射和/或漫透射光强随特定成分的浓度变化具有最小绝对值变化率处的径向位置;以及
对第一光谱数据和第二光谱数据进行差分处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,该方法还包括:获得基准位置处的第三光谱数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一光谱数据和第二光谱数据包括特定成分的浓度为第一浓度时的光强与特定成分的浓度为第二浓度时的光强之间的光强变化量。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,差分处理包括:将第一径向位置处的光强变化量减去以因子η加权的第二径向位置处的光强变化量,其中,因子η为在相同的特定成分浓度下由相同干扰因素导致的第一径向位置和第二径向位置处的漫反射和/或漫透射光强变化量之比。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,因子η根据被测介质的光学参数计算得到。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,被测介质的光学参数通过光学参数反构方法获得。
7.根据权利要求4所述的方法,其中,因子η通过多次测量实验得到。
8.根据权利要求4所述的方法,其中,通过将第一浓度下第一径向位置和第二径向位置处的光强之比乘以固定系数,来估计因子η。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,根据第一径向位置和第二径向位置,估计所述固定系数。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一光谱数据和第二光谱数据包括特定成分的浓度为第一浓度时的光强与特定成分的浓度为第二浓度时的光强之间的相对光强变化量。
11.一种建立预测模型的方法,包括:
提供一系列被测介质,所述一系列被测介质分别包括背景介质或基准介质以及向背景介质或基准介质中加入的不同已知浓度的特定成分,其中所述基准介质包括背景介质以及初始浓度的该特定成分;
针对所述一系列被测介质,按权利要求1-10中任一项所述的方法进行处理;以及
基于各已知浓度以及相应的经处理后的光谱数据,获得预测模型。
12.根据权利要求11所述的方法,用于人体无创伤血糖浓度测量。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,探测光的波长在1.0-2.4微米的范围。
14.一种浓度预测方法,包括:
针对被测介质,按权利要求1-10中任一项所述的方法进行处理,其中被测介质包括背景介质或基准介质,其中基准介质包括背景介质以及初始浓度的特定成分,由于特定成分的浓度变化而导致被测介质中该特定成分的浓度未知;以及
基于针对被测介质的经处理的光谱数据以及预测模型,预测所述特定成分的浓度。
15.根据权利要求14所述的浓度预测方法,其中所述预测模型根据权利要求11所述的方法得到。
16.根据权利要求14所述的方法,用于人体无创伤血糖浓度测量。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,探测光的波长在1.0-2.4微米的范围。
18.一种处理装置,包括:
探测器,用以探测包含特定成分的被测介质对探测光的漫反射和/或漫散射光的光谱数据;以及
处理器,配置为利用探测器探测基于基准位置选择的第一径向位置和第二径向位置处的光谱数据,并对它们进行差分处理,其中确定比基准位置更靠近探测光光源的位置为第一径向位置,确定比基准位置更远离探测光光源的位置为第二径向位置,其中,第一径向位置、第二径向位置和基准位置均是光通过介质的路径上的径向位置,基准位置指示漫反射和/或漫透射光强随被测介质中所含的特定成分的浓度变化具有最小绝对值变化率处的径向位置。
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