[发明专利]一种应用于色谱分析的重叠峰处理方法

说明书

本发明公开一种色谱重叠峰处理方法，确定峰位精度高、确定重叠峰各成分信息精度高，可以自动划定分峰区间、自动确定重叠峰中子峰的个数，具有精准确定峰位和确定重叠峰的各成分信息精确的优点；且采用的单纯型法具有概念简洁，无需微分，对初始值并不敏感，且每次迭代仅需不超过2次函数求值，因此搜索速度较快等优点，再加上用之前导数法确定的峰位、峰宽作为初始值，相当于在最优解附近搜索，收敛速度快，不容易陷入局部极点，可以适用于实时在线处理，且本发明可以利用导数法确定的左右边界自动划分分峰边界。

技术领域

本发明涉及色谱重叠峰分离技术领域，具体为一种应用于色谱分析的重叠峰处理方法。

背景技术

气相色谱仪是一种对混合气体中各组分进行分析检测的仪器，在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广，其数据分析部分包括数据采集、滤波、基线校正、峰检测、峰分离和定量分析等六个方面，其中重叠峰的分离对分析结果的影响非常大，会造成定量计算的困难和误差。

所谓重叠峰的分离，就是利用数学手段把仪器未能完全分离的色谱峰给以分离，得到重叠峰中各子峰信息的估计值，目前流行的重叠峰分离方法可以分为两大类：几何法和代数法，几何法又分为垂线法、切线法和三角法等，其特点是分解方法形象直观，计算速度快，可用于实时在线处理色谱数据，但是分解的精度随色谱峰重叠的程度而不同，当色谱峰重叠严重时，其各个峰面积的计算精度很差，在代数法中，最常用的是函数拟合法，其思想是：首先确立色谱峰的函数模型，然后利用最小二乘法、神经网络等方法拟合重叠峰数据，并利用某种最优化方法，通过不断的迭代对函数中所有待定参数进行优化，使拟合曲线不断逼近实际曲线，最后得到一组最优估计值，并由这些参数值求出各子峰的信息，这类方法的问题是计算量很大，难以满足在线实时快速处理的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于色谱分析的重叠峰处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于色谱分析的重叠峰处理方法，具体包括以下步骤：

S1、利用差分法找出所有的峰值及拐点的索引：记录所有相邻不重复的有效值，利用一阶差分法求导数，判断导数符号，导数符号由正变为负的点，即为峰值点；导数符号发生变化的点，即为拐点；

S2、只保留满足最小峰高的峰值的索引：给定待保留峰的最小高度MinPeakHeight，删除不满足该高度的峰；

S3、只保留满足阈值的峰值的索引：给定待保留峰的最小阈值Threshold，阈值用于限定峰值点距其左右两边点的最小高度，删除最小高度小于该阈值的峰，避免保留平顶峰；

S4、确定每个峰值的边界索引：计算左基点、左鞍点，右基点、右鞍点，左基点与右基点的y值最大者即为峰的基点，以左基点为例，扫描所有的拐点，遇到峰停止，在该峰值左侧向左依次搜索其左基点：当前峰谷点记为valley，对应的峰值点为peak，向左扫描的峰谷点记为vi，对应的峰值点为pi；

1)如果vivalley，且pipeak，记录valley为当前峰的左基点；重复步骤S1～S4继续搜索下一个峰的左基点；

2)如果vivalley，且pi≤peak，重复步骤S1～S4，继续向前搜索左基点；

3)如果vivalley，且pipeak，记录valley为当前峰的左基点；重复步骤S1～S4继续搜索下一个峰的左基点；

4)如果vivalley，且pi≤peak，更新vi为当前峰的左基点；重复步骤S1～S4继续搜索更小的峰谷点，直到遇到峰值大于peak的点停止，