[发明专利]一种荧光光谱特征波长筛选方法、装置、计算机设备及可读储存介质

说明书

本发明公开了一种荧光光谱特征波长筛选方法、装置、计算机设备及可读储存介质，包括：采集多个待测样品的原始荧光光谱数据，对原始荧光光谱进行标准正态变量变换处理，得到处理后的荧光光谱，使用间隔偏最小二乘法对处理后的荧光光谱进行波段筛选，得到荧光光谱的特征波段，使用布谷鸟搜索算法对荧光光谱的特征波段进行特征波长筛选，得到荧光光谱的特征波长。该装置可以保证荧光光谱特征波长筛选的可靠性。

技术领域

本发明涉及荧光光谱分析技术领域，更具体的涉及一种荧光光谱特征波长筛选方法、装置、计算机设备及可读储存介质。

背景技术

光谱分析技术是近年来发展起来的一种快速无损检测技术，可在生产过程中实时获得样品的客观品质信息，因此，其在过程分析、在线质量监控中都发挥着极其重要的作用。荧光光谱分析技术作为光谱分析的一个重要组成部分，近些年来荧光光谱分析法在理论和应用方面有了较大的进步与发展，各种新型荧光分析仪器的问世，使得荧光光谱分析方法和技术不断朝着高效、痕量、微观、实时、原位和自动化的方向发展，方法的灵敏度、准确度和选择性日益提高，方法的应用范围也大大扩展，遍及工业、农业、生命科学、环境科学、材料科学、食品科学和公安情报等诸多领域。

在建立光谱检测模型时所用到的波长对模型的精度有很大的影响。挑选对模型有用的波长，一方面可以减少计算量，提高分析的速度；另一方面也可以减少错误信息被引入模型中，提高分析的精度。目前常用的波长挑选技术多数所挑选出的是若干个波段，每个波段中仍含有大量波长，相近的波长在数据信息上有一定的重合，不利于简化数据计算和提高模型精度。

发明内容

本发明实施例提供一种荧光光谱特征波长筛选方法、装置、计算机设备及可读储存介质，用以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明实施例提供一种荧光光谱特征波长筛选方法、装置、计算机设备及可读储存介质，用以提高光谱采集的可靠性。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

本发明实施例提供了种荧光光谱特征波长筛选方法，步骤包括：

采集多个待测样本的原始荧光光谱数据。

对采集到的原始荧光光谱数据，采用标准正态变量变换进行处理，得到光滑后的荧光光谱。

使用间隔偏最小二乘法模型，对光滑后的荧光光谱进行波段筛选和排序，得到荧光光谱的特征波段。

使用布谷鸟搜索算法，从荧光光谱的特征波段中筛选出荧光光谱特征波长。

进一步，标准正态变量变换采用下面公式进行：

其中，Fluorescence_Spectrum_i为标准正态变量变换处理后第i个样本的荧光光谱，Raw_Data_i,k为第i个样本的原始荧光光谱的第k个光谱数据，为第i个样本荧光光谱的平均值，k＝1,2,…,3648，i＝1,2,…,N。

进一步，荧光光谱的特征波段筛选步骤包括：

将标准正态变量变换SNV处理后得到的荧光光谱数据按照波长分成K₁个同等宽度的间隔区间。其中K₁≤3648。

对间隔偏最小二乘法回归iPLS模型的交叉验证均方根误差RMSECV进行计算，计算公式为：

其中，RMSECV_Ki1为基于第Ki个间隔区间数据构建PLS模型的RMSECV，Ki1＝1,2,…,K₁，Y1_PRE_i为第i个样本的预测值，Y_i为第i个样本的实际值，N为样本数量。