[发明专利]一种近红外分析模型的转移方法

说明书

本发明公开一种近红外分析模型的转移方法。所述方法包括：获取标准物质在主机的第一标准谱和标准物质在子机的第二标准谱；计算第一标准谱全段光谱中每个波数在一个有限的窗口范围内与第二标准谱的相关系数；根据相关系数查找与主机波数相近的极大值点，并将极大值点作为子机与主机相关联的点，及计算主机与子机任意两点的差值，从而得到子机在该点的激光波数校正参数；根据激光波数校正参数和第一标准谱的激光波数重构第二标准谱，得到重构后的第二标准谱；拟合重构后的第二标准谱与第一标准谱在吸光度上的差异，得到吸光度校正参数；以及根据激光波数校正参数和所述吸光度校正参数将子机采集的光谱转移至主机。

技术领域

本发明涉及模型转移领域，具体地，涉及一种近红外光谱的转移方法。

背景技术

近红外光谱分析技术是一种具有高效、无损、无污染、可同时进行多组分定性或定量分析的快检技术，在各个行业得到了广泛应用，例如农产品、石油、饲料、烟草、医药等领域。近红外光谱分析技术作为一种检测分析技术手段依据的是近红外光谱中包含了样品特征的重要光谱信息，通过化学计量学的偏最小二乘多变量校正方法(partial leastsquares,PLS)可以建立样本光谱信息和其成分含量之间的关系模型，用于预测未知待测样本成分含量。

但是，近红外光谱分析技术是一种间接的分析方法，在建立校正模型时，往往需要测定分析大量样品的化学值或基础性质数据作为建立校正模型的基础，这个过程不仅费时费力，且投入较大，所以对所建立的模型在动态适应性方面提出了较高的要求。其不仅要求模型的预测范围广，而且要求在一台仪器上建立的模型能够在其它仪器上应用，方便大范围应用和网络化集成，即要求进行近红外光谱分析模型的转移。

激光波数漂移是同品牌仪器间模型不能通用的主要原因，而不同种类仪器则在吸光度上也有较大差异。在大范围的应用中，为了使得子机光谱向主机对齐，出现了针对预测值校正的斜率/截距法，和对光谱进行标准化的Shenk's算法和PDS算法。就技术而言，对光谱进行标准化是从根本上解决仪器间光谱差异的方法。Shenk算法被应用于模型转移，其步骤如下：在子机中选取窗口范围内相关系数最大的点作为主机对应点校正激光波数，通过一次方程回归出吸光度校正系数。

然而，在窗口的波数校正中，往往有相关系数随激光波数单调变化的区域，对于该区域处理不当可能造成波数校正的混乱，尤其吸光度变化趋势平稳的区段更容易出现此类情况。另一个重要的缺陷是该算法对窗口大小选择极其敏感，选择不同窗口宽度对结构影响很大，窗口宽度的选择很难有统一、简单的判定标准，依靠结果选取的窗口宽度往往对其他类物质的测量并非是最优窗口宽度。另外由于仪器的噪音、样品差异、环境变化等原因，光谱噪音和背景也是对模型转移算法的一个挑战，因此合适的光谱预处理与还原方法也是模型转移成功的必要条件之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种近红外分析模型的转移方法。所述方法基于窗口极大值寻优的近红外光谱波数校正和近红外光谱吸光度校正，能够准确计算激光波数漂移和吸光度漂移，保证近红外分析模型能够更方便地被推广。

为了实现上述目的，本发明提供一种近红外分析模型的转移方法。所述方法包括：获取标准物质在主机的第一标准谱和标准物质在子机的第二标准谱；计算所述第一标准谱全段光谱中每个波数在一个有限的窗口范围内与所述第二标准谱的相关系数；根据所述相关系数查找与主机波数相近的极大值点，并将所述极大值点作为子机与主机相关联的点，及计算主机与子机任意两点的差值，从而得到子机在该点的激光波数校正参数；根据所述激光波数校正参数和所述第一标准谱的激光波数重构所述第二标准谱，得到重构后的第二标准谱；拟合重构后的第二标准谱与所述第一标准谱在吸光度上的差异，得到吸光度校正参数；以及根据所述激光波数校正参数和所述吸光度校正参数将子机采集的光谱转移至主机。

其中，所述主机为吸光度、信噪比以及特征峰等指标符合相关标准的近红外仪器。

其中，所述子机为与主机光谱有差异的待用仪器。