一种针对单色器光谱的寻峰方法、装置与电子设备与流程

本技术涉及光谱仪器校准的，具体而言，涉及一种针对单色器光谱的寻峰方法、装置与电子设备。

背景技术：

1、光栅旋转式单色器为常用的吸光度检测仪器，其分辨光谱能力较强，能够很好的过滤二级衍射光谱，衍射光栅在接收到入射白光后在狭缝位置形成光谱条带。衍射光栅通过电机或其他动力器件的带动绕其支点旋转，光谱带中各单色光即依次透过狭缝向外射出。

2、生产单色器时，需要对其峰值准确性(或波长准确性)进行测量校准。常用定标工具有汞氩灯、氘灯、氧化钬或he－ne激光器等，其校准原理基本相同，均是采用定标物的特征谱图与光栅单色器位置比对的方式进行数值校准。但现有技术中，单色器在光谱校准时经常受到狭缝、步进电机转动的限制，也容易受到外界干扰产生温漂等现象，这些限制或干扰都会引起光谱波形粗糙失真，造成光谱寻峰失败、单色器校准效率与校准精度过低等严重问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种针对单色器光谱的寻峰方法、装置与电子设备，基于扣除基线后得到的峰值曲线段所对应的第二光强采样点与迭代计算方法，输出峰值曲线段对应的高斯峰拟合公式以及相应的峰值信息，本技术能够高效精准的确定单色器光谱的峰值信息并完成单色器校准任务，有效节省了人力物力，且寻峰与校准结果具有较高的可靠性。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、本技术实施例第一方面提供了一种针对单色器光谱的寻峰方法，该方法包括：对单色器光谱中的所有第一光强采样点做基线扣除，得到扣除基线后的峰值曲线段；基于峰值曲线段中的峰数、以及峰值曲线段对应的第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式；基于高斯峰拟合公式中的峰值系数，确定单色器光谱的峰值信息。

4、于一实施例中，在对单色器光谱中的所有第一光强采样点做基线扣除，得到扣除基线后的峰值曲线段之前，方法还包括：基于单色器光谱中、基线参考区域对应的多个第一光强采样点，通过线性拟合方法确定基线对应的线性拟合公式。

5、于一实施例中，对单色器光谱中的所有第一光强采样点做基线扣除，得到扣除基线后的峰值曲线段，包括：基于线性拟合公式，确定各个第一光强采样点对应的基线光强；针对各个第一光强采样点对应的第一光强扣除基线光强，得到扣除基线后、峰值曲线段对应的多个第二光强采样点。

6、于一实施例中，在基于单色器光谱中、基线参考区域对应的多个第一光强采样点，通过线性拟合方法确定基线对应的线性拟合公式之前，方法还包括：基于单色器光谱中的波长特征，确定单色器光谱中的基线区与峰值区；分别对单色器光谱中的基线区与峰值区进行光谱扫描，得到基线区、峰值区对应的第一光强采样点。

7、于一实施例中，单色器的衍射光栅由步进电机带动旋转，以透过狭缝输出不同波长的单色光；基于单色器光谱中的波长特征，确定单色器光谱中的基线区与峰值区，包括：根据单色器光谱中的波长峰值差，确定步进电机的步长差；基于步长差与步进电机的步长半径，确定基线区与峰值区。

8、于一实施例中，在基于单色器光谱中的波长特征，确定单色器光谱中的基线区与峰值区之后，方法还包括：基于预设的第一峰值阈值范围，将峰值区划分为峰值段与基线段；基线参考区域包括基线区与基线段。

9、于一实施例中，分别对单色器光谱中的基线区与峰值区进行光谱扫描，得到基线区、峰值区对应的第一光强采样点，包括：采用单步逐点扫描法对峰值区进行光强采样，得到峰值区对应的第一光强采样点；采用离散点扫描法对基线区进行光强采样，得到基线区对应的第一光强采样点。

10、于一实施例中，在基于单色器光谱中、基线参考区域对应的多个第一光强采样点，通过线性拟合方法确定基线对应的线性拟合公式之后，方法还包括：基于线性拟合公式、与基线参考区域对应的多个第一光强采样点，计算线性拟合公式的拟合优度。

11、于一实施例中，基于峰值曲线段中的峰数、以及峰值曲线段对应的第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式，包括：基于峰值曲线段中的峰数，确定高斯峰拟合公式的类型；基于第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式中、各项峰值系数对应的系数最优值；基于各项峰值系数对应的系数最优值，输出最终的高斯峰拟合公式。

12、于一实施例中，在基于峰值曲线段中的峰数，确定高斯峰拟合公式的类型之前，方法还包括：基于预设的第二峰值阈值范围，确定峰值曲线段中的峰数。

13、于一实施例中，在基于峰值曲线段中的峰数，确定高斯峰拟合公式的类型之前，方法还包括：基于单色器光谱中、针对各个特征峰的标记信息，确定峰值曲线段中的峰数。

14、于一实施例中，基于峰值曲线段中的峰数，确定高斯峰拟合公式的类型，包括：若峰值曲线段中的峰数仅存在一个，公式类型为高斯峰单峰拟合公式；若峰值曲线段中的峰数大于一个，公式类型为高斯峰值多峰拟合公式。

15、于一实施例中，基于第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式中、各项峰值系数对应的系数最优值，包括：基于第二光强采样点，通过高斯牛顿法对高斯峰拟合公式中的各项峰值系数迭代计算；当高斯峰拟合公式对应的残差最小时，输出各项峰值系数对应的系数最优值。

16、于一实施例中，基于第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式中、各项峰值系数对应的系数最优值，包括：基于第二光强采样点，通过阻尼牛顿法对高斯峰拟合公式中的各项峰值系数迭代计算；当高斯峰拟合公式对应的残差最小时，输出各项峰值系数对应的系数最优值。

17、于一实施例中，在基于各项峰值系数对应的系数最优值，输出最终的高斯峰拟合公式之后，方法还包括：基于最终的高斯峰拟合公式、与峰值曲线段对应的第二光强采样点，计算高斯峰拟合公式的拟合优度。

18、于一实施例中，基于高斯峰拟合公式中的峰值系数，确定单色器光谱的峰值信息，包括：基于峰值系数对应的系数最优值，确定单色器光谱中的峰值信息；峰值信息包括峰值中心位置和/或半峰宽。

19、本技术实施例第二方面提供了一种针对单色器光谱的寻峰装置，该装置包括：扣除模块，被配置为对单色器光谱中的所有第一光强采样点做基线扣除，得到扣除基线后的峰值曲线段；输出模块，被配置为基于峰值曲线段中的峰数、以及峰值曲线段对应的第二光强采样点，通过迭代计算输出高斯峰拟合公式；确定模块，被配置为基于高斯峰拟合公式中的峰值系数，确定单色器光谱的峰值信息。

20、本技术实施例第三方面提供了一种电子设备，电子设备包括：处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置用以执行本技术实施例第一方面及其任一实施例的针对单色器光谱的寻峰方法。

21、本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序。计算机程序可由处理器执行，以完成本技术实施例第一方面及其任一实施例的针对单色器光谱的寻峰方法。

22、本技术与现有技术相比的有益效果是：

23、本技术通过针对单色器光谱的寻峰方法，能够解决现有技术中单色器因步进电机转动受限、或狭缝限制、或外界干扰等影响、所引起的光谱校准时光谱波形粗糙失真、单色器光谱寻峰失败、校准失误的问题。本技术通过对单色器光谱中的第一采样点做基线扣除，得到波长校准范围内、峰值曲线段所对应的第二光强采样点，然后通过迭代算法与各个第二光强采样点、输出最适配的高斯峰拟合公式，以基于高斯峰拟合公式中的峰值系数确定单色器光谱在波长校准范围内的峰值信息。

24、基于上述方案，本技术能够通过迭代计算方法，输出与光强采样点所在峰线尽可能贴合的曲线所对应的高斯峰拟合公式，进而依据拟合公式中的峰值系数，准确高效地评估单色器光谱中的峰值信息。本技术能够实现准确、高效地光谱寻峰与单色器光谱校准，其有效节省了人力物力，且寻峰与校准结果具有较高的可靠性。