[发明专利]一种基于嵌入式系统的光谱基线计算方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式系统的快速光谱基线计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、构建光谱基线拟合信号z表达式为z＝(Q+T)^-1Qy，并建立光谱基线拟合方程z＝A^-1b，其中，A＝Q+T为N×N的上下带宽为n的2n+1对角矩阵，b＝Qy为N×1的列向量，为N×N的对角矩阵，W为基于w^t的N×N对角矩阵，T＝D^TD为N×N的上下带宽为n的2n+1对角矩阵，D为n阶微分矩阵；λ为调节系数，w^t为权重向量；

(2)、对光谱信号进行等间隔采样，得到长度为N的光谱数字采样信号y；

(3)、初始化调节系数λ，令迭代次数t为0，权重向量w^t初始化为全1的N×1列向量；

(4)、求解光谱基线拟合方程z＝A^-1b，得到光谱基线拟合信号z，若出现光谱基线拟合方程无法求解的情况时，则回到步骤(2)，重新获取光谱数字采样信号y；否则，进入步骤(5)；

求解光谱基线拟合方程的具体实现为：

(4.1)、将矩阵A的2n+1对角数据按如下规则转换为矩阵C的元素，矩阵C和A中的元素对应关系为c_i-j+n,j＝a_ij，i＝0～N-1,j＝0～N-1；

(4.2)、将矩阵A做压缩空间下的三角分解A＝LU，L为下半带宽为n的单位下三角矩阵，U为上半带宽为n的上三角矩阵；

(4.3)、将b＝Qy代入方程Lx＝b，求解该方程得到向量x；

(4.4)、将步骤(4.3)得到的向量x代入方程Uz＝x，求解方程得到拟合信号向量z；

(5)、假设d＝y-z，取向量d中小于0的元素组成向量d-，对向量d^-求平均m和标准差σ；

(6)、采用如下公式得到更新后的权重向量w^t+1，公式如下：

为权重向量w^t+1中的第i个行元素；

(7)、若权重向量w^t+1满足如下权重向量判别条件，则完成光谱基线的提取；否则，将迭代次数t加1更新迭代次数，同时更新后的权重向量w^t+1替代之前的权重向量w^t，跳至步骤(4)重新执行；

权重向量判别条件如下：

θ为权重比例系数；

(8)、若步骤(4)～(7)迭代次数t达到预设的门限，仍无法提取出有效的光谱基线，降低调节系数λ值，令迭代次数t为0，重新执行步骤(4)～(7)，直至提取出有效的光谱基线。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式系统的快速光谱基线计算方法，其特征在于分解后的矩阵L和U存储在矩阵C中：

其中，l_i,j为L的元素，其和C中元素对应关系为c_i-j+n,j＝l_ij；u_i,j为U的元素，其和C中元素对应关系为c_i-j+n,j＝u_ij；