光谱测量的光子计数数据处理方法、装置及系统与流程

本技术涉及光子计数，尤其涉及一种光谱测量的光子计数数据处理方法、装置及系统。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、目前，某些物质经光照后发出极微弱的光信号，光强弱到10-14w以下，信号呈现出单光子形式，常规检测电路很难测量到该单光子信号，只能用数单光子脉冲的方式(即光子计数器)记录光信号的强弱，即单光子计数器。光子计数器既能用于瞬态寿命测量，也能应用在很多生物、药品、环境等领域里的一些定量定性分析稳态检测实现稳态测量(即与时间无关，与光谱位置等相关的单次测量)。

3、在一些荧光磷光等寿命瞬态测试中，物质激发后发出荧光磷光信号随时间呈现衰减趋势，该信号的衰减曲线使用光子计数的方式采集并记录下来，用于物质的鉴定与分析。为采集计算出准确的寿命曲线，将寿命周期分为若干时间段(称之为通道)进行光子数据采集，有几个关键点：一是时间相关，需要时间的准确性，即能准确记录随时间变化的光信号强度，要求两次采集的数据(即两通道间)不能有时间间隔。二是数据处理，由于信号较弱，可能需要经过上万次的物质激发，产生上万条寿命曲线，为此需要实时对上万次的数据进行累加、降噪及数据处理才能分辨出完整的信号。其中有些物质受激后，所激发出的荧光磷光等寿命时间较短，需要实现纳秒(ns)级别积分时间下(纳秒级通道)的数据采集及存储；有些物质受激后，所激发出的荧光磷光等寿命时间较长，需要实现秒(s)级别积分时间下(秒级通道)的数据采集及存储。

4、由此，测量时需要保证时间的相关性，两通道间没有时间间隔，而且每次激发物质，所开设的通道位置不混乱、错位。每一次寿命曲线测量过程中都能实时的与之前的相应通道编号据进行数据处理。

5、小积分时间(例如，20ns)的情况下，采集时间快，总寿命测量时间内，数据产生的速度快，数据量大，数据传输时间远远大于采集时间，因此无需上传所有中间过程的数据给上位机，造成上位机耗用内存的情况，而是根据采集速率和传输速率自适应上传部分数据，去除冗余的数据传输时间，保证总寿命测量时间和理论用时接近。这其中，因总寿命测量时间不长，完成采集后再传送最终的采集结果(例如，10000通道的数据)也可以，但如果是大积分时间(例如1s)，10000次数据，10000通道，总寿命测量时间就是100,000,000s，如果完成采集后再传送最终的采集结果，上位机软件一直处于等待无显示状态，用户体验非常不好。

6、目前通常的解决方式有两种，一种是将每次采集的数据直接上传给上位机，由上位机进行数据的处理。多次激发样品进行累加测试的时候，由上位机下发多次采集指令。这种方式在小积分时间下，采集的通道编号及采集次数达到10000个，采集10000次的时候，上传的数据量非常大，和小积分时间下的采集速率相比，上传数据的速度及上位机下发采集指令相对很慢，这样，上传数据+上位机下发采集指令的时间远大于数据的采集时间，额外增加了整个测试的时间。另一种方式是将数据采集及数据处理由下位机来做，多次采集并数据处理时，减少上位机频繁下发采集指令的时间，只上传最后一次数据采集及处理后的数据，减少上传数据的个数，从而减少上传数据的时间，使得整个测试时间接近于理论的数据采集时间。在大积分时间下，多通道多次测量中，寿命测量总时间长，数据量大，如在下位机内完成以上测量及寿命数据处理过程，采集时间达到几个小时。在此过程中，不上传中间测量数据，会让测试者误以为上位机处于死机状态下，也不知道测量进度和情况，无法确认当前是否处于正常工作状态，给用户带来很不好的使用体验。

技术实现思路

1、本技术的一个目的在于提供一种光谱测量的光子计数数据处理方法，降低小积分时间采样的测试时间，并解决长积分时间下上位机等待时间长，长时间无反馈的问题，适应小积分时间和长积分时间的数据采样。本技术的另一个目的在于提供一种光谱测量的光子计数数据处理装置。本技术的再一个目的在于提供一种光谱测量的光子计数数据处理系统。本技术的还一个目的在于提供一种计算机设备。本技术的还一个目的在于提供一种可读介质。

2、为了达到以上目的，本技术一方面公开了一种光谱测量的光子计数数据处理方法，包括：

3、当读取多个通道的累计采样数据时，确定读取次数是否大于所述多个通道写入采样数据的写入次数，所述累计采样数据为对应通道所有采样数据的累计值；

4、若否，依次读取多个通道的累计采样数据，其中，当读取每个通道的累计采样数据时，确定读取的当前通道的读取通道编号是否小于或等于所述通道的数量，若是，读取当前通道的采样数据；

5、将读取的多个通道的累计采样数据传输至上位机。

6、可选的，进一步包括在读取多个通道的累计采样数据的同时向多个通道依次写入累计采样数据的步骤。

7、可选的，所述向多个通道依次写入累计采样数据具体包括：

8、将多个通道依次作为目标写入通道执行采样数据的写入步骤，所述采样数据的写入步骤包括：

9、根据所述目标写入通道从对应的存储区域读取存储的累计采样数据；

10、在所述累计采样数据的基础上叠加所述采样数据得到更新采样数据；

11、将所述更新采样数据作为所述累计采样数据写入所述目标写入通道对应的存储区域。

12、可选的，所述当读取每个通道的累计采样数据时，确定读取的当前通道的读取通道编号是否小于或等于所述通道的数量，若是，读取当前通道的采样数据具体包括：

13、将第一个通道作为目标读取通道；

14、对所述目标读取通道执行通道编号据读取步骤，所述通道编号据读取步骤包括：确定所述目标读取通道的通道编号是否小于或等于所述通道的数量，若是，读取所述目标读取通道中的累计采样数据；

15、重复将下一个通道作为所述目标读取通道执行所述通道编号据读取步骤直至所有通道的累计采样数据读取完毕。

16、可选的，进一步包括：

17、在采样结束后，将所有采样数据上传至所述上位机。

18、可选的，进一步包括在依次读取多个通道的累计采样数据，之前：

19、确定写入累计采样数据的写入次数；

20、若读取通道的累计采样数据的读取次数大于所述写入次数，停止依次读取多个通道的累计采样数据。

21、本技术还公开了一种光谱测量的光子计数数据处理装置，包括：

22、当读取多个通道的累计采样数据时，确定读取次数是否大于所述多个通道写入采样数据的写入次数，所述累计采样数据为对应通道所有采样数据的累计值；

23、若否，依次读取多个通道的累计采样数据，其中，当读取每个通道的累计采样数据时，确定读取的当前通道的读取通道编号是否小于或等于所述通道的数量，若是，读取当前通道的采样数据；

24、将读取的多个通道的累计采样数据传输至上位机。

25、本技术还公开了一种光谱测量的光子计数数据处理系统，包括如上所述的光谱测量的光子计数数据处理装置、光子计数器和上位机。

26、本技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

27、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

28、本技术光谱测量的光子计数数据处理方法当读取多个通道的累计采样数据时，确定读取次数是否大于所述多个通道写入采样数据的写入次数，所述累计采样数据为对应通道所有采样数据的累计值；若否，依次读取多个通道的累计采样数据，其中，当读取每个通道的累计采样数据时，确定读取的当前通道的读取通道编号是否小于或等于所述通道的数量，若是，读取当前通道的采样数据；将读取的多个通道的累计采样数据传输至上位机。从而，本技术将各个通道的采样数据的数据写入与数据读取分离，在数据读取时确定当前读取次数是否小于当前写入次数，若读取的当前通道的读取通道编号小于或等于所述通道的数量，表示读取的当前通道的累计采样数据为写入采样数据过程已更新的累计采样数据，保证读取后上传的累计采样数据的准确性。本技术的光谱测量的光子计数数据处理方法的采样数据的处理在光谱测量的光子计数数据处理装置中完成，无需将每个采样数据上传及等待上位机的指令再进行下一次采样数据的获取，降低小积分时间采样的测试时间。当长积分时间场景下，采样数据的写入与读取过程分离，在保证每次读取多个通道的累计采样数据的准确性的情况下适应性的将部分累计采样数据上传至上位机，使上位机可更新基于累计采样数据形成的寿命曲线，上位机界面一直处于动态显示中，解决长积分时间下上位机等待时间长，长时间无反馈的问题。本技术可很好适应小积分时间和长积分时间的数据采样，支持物质的瞬态测试和稳态测试。