申请/专利权人：天津国科医疗科技发展有限公司;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

申请日：2022-05-07

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN115078616B

主分类号：G01N30/86

分类号：G01N30/86

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2024.04.12#专利申请权的转移;2024.04.12#著录事项变更;2022.10.11#实质审查的生效;2022.09.20#公开

摘要：本发明涉及基于信噪比的多窗口谱峰识别方法、设备、介质及产品，该方法包括步骤：对原始谱图数据进行预处理；通过多窗口谱峰识别算法对波峰、波谷及波动平缓无峰数据进行识别，寻找峰顶点；计算每个数据点的信噪比，通过信噪比对峰边界进行修正，根据信噪比及峰宽设定识别峰边界，得到所有峰信息。依赖于谱信号本身，利用多窗口谱峰识别算法对波峰、波谷及正常数据进行快速识别，划分谱峰区域，准确找到峰顶点，然后计算每个数据点的信噪比对峰边界进行修正，根据信噪比及峰宽设定，可准确识别峰边界。基于直方图的信噪比估计算法校正峰边界，校正后的谱峰区域较小，且谱峰基本对称，有利于后续的数据处理，提高结果的准确性。

主权项：1.基于信噪比的多窗口谱峰识别方法，其特征在于，包括以下步骤：对原始谱图数据进行预处理；通过多窗口谱峰识别算法对波峰、波谷及波动平缓无峰数据进行识别，寻找峰顶点；计算每个数据点的信噪比，通过所述信噪比对峰边界进行修正，根据信噪比及峰宽设定识别峰边界，得到所有峰信息；所述通过多窗口谱峰识别算法对波峰、波谷及其他数据进行识别，寻找峰顶点包括以下步骤：使用多个固定大小的滑动窗口计算预处理后的原始谱图数据的均值及标准差，寻找每个峰区域峰值最高点；叠加不同长度的滑动窗口，重复单窗口识别步骤，识别谱峰，得到峰顶点集合Peaks；所述使用多个固定大小的滑动窗口计算预处理后的原始谱图数据的均值及标准差包括以下步骤：将预处理后的原始谱图数据输入，设置滑动窗口长度为n，计算窗宽内的数据均值avg及标准差std；设置阈值为m，设定信号强度波动范围值为m*std，根据所述信号强度波动范围值判断信号类型，设置信号标签flag；根据信号强度值与均值的差值Δx＝logXi-avg将信号分为三类，若Δx大于信号强度波动范围，flag＝1，将该数据点认定为峰出现区域的一部分，若Δx小于信号强度波动范围，flag＝-1，将该数据点认定为波谷部分，若Δx在信号强度波动范围内，flag＝0，将该数据点认定为波动平缓无峰信号；若flag不等于1，则窗口开始向前滑动，重新计算该窗口内的数据均值avg及标准差std，重复以上步骤，直到完成所有数据的处理；所述寻找每个峰区域峰值最高点包括以下步骤：遍历所有的标签，若flagi＝1并且峰标志位peakflag＝0，标签flagi为每个数据点Xi对应的标签，则判定该数据点的前一个点是峰开始区域，即峰起点，此时peakflag＝1，若该数据点及其后一个数据点的标签均不为1，且peakflag＝1，则判定该数据点为峰结束点，此时peakflag＝0，在峰起点至峰结束点区域内，寻找强度最高的数据点的位置，即为峰值点，对比峰值点强度与峰阈值的大小，若大于峰阈值，输出该峰信息，若小于峰阈值，不输出该峰信息，重复以上步骤，直到完成所有峰的寻找；所述计算每个数据点的信噪比步骤包括以下步骤：将预处理后的原始谱图数据分为若干个数据单元，基于直方图统计计算每一个数据单元中的所有数据点的信噪比估计值；所述将预处理后的原始谱图数据分为若干个数据单元，基于直方图统计计算每一个数据单元中的所有数据点的信噪比估计值步骤包括以下步骤：设置直方图的箱数为Nbin，经验值Nbin，将直方图划分为Nbin段，每一段的范围长度为：INSMAX为数据选择阈值，INSMAX＝EX+ηSTDEVX，η为常数，X表示构成数据点的向量；将超过INSMAX的数据去除，将第一数据单元中小于INSMAX的数据点统计到直方图中，直方图的分段区间为：[0,INSSIZE，[INSSIZE,2INSSIZE，……，[Nbin-1INSSIZE,NbinINSSIZE；将小于INSMAX的所有数据点统计到该分段区间中，统计每个分段区间内的频数；对Nbin段分段区间按照落入其中的数据点的数量进行排列，筛选出数据点的数量的中位数对应的分段区间[Nm-1INSSIZE,NmINSSIZE，噪声的估计初始值n0为：n0＝Nm-0.5INSSIZE；对于噪声的估计修正为：n＝max{1,Nm-0.5INSSIZE}；该单元数据的数据点的信噪比估计值为：ynt＝yt；重复以上步骤，计算所有数据点的信噪比；所述通过所述信噪比对峰边界进行修正步骤包括以下步骤：对于峰顶点集合Peaks中的某个峰顶点pi，遍历pi左边所有的点，至前一个谱峰的右边界，当某一个点pis的信号强度比峰顶点pi右边的点的信号强度均低；点pis到点pi的保留时间的差的绝对值小于预先设定的峰宽W；点pis的信噪比估计值大于输入的信噪比阈值T1；则将点pis作为峰顶点pi对应的峰起始点；对于峰顶点集合Peaks中的峰顶点pi，遍历pi右边所有的点，当某一个点pid的信号强度比峰顶点pi左边的点信号强度均低；点pi到点pid的保留时间的差的绝对值小于预先设定的峰宽W；点pid的信噪比估计值大于输入的信噪比阈值T1；则将点pid作为峰顶点pi对应的峰结束点：遍历峰顶点集合Peaks中所有的峰顶点，重复以上步骤得到峰顶点集合Peaks中每个峰顶点对应的峰起始点和峰结束点，得到修正后的峰边界。

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