基于双树复小波变换的色谱重叠峰分解方法

摘要

本发明公开一种基于双树复小波变换的色谱重叠峰分解方法，主要采用双树复小波变换来对色谱信号进行分解，并通过放大细节系数重构信号对色谱重叠峰进行分离。本发明包括色谱信号的采集及预处理、双树复小波分解及细节系数的提取，细节系数的放大、双树复小波的重构和旁瓣抑制与谱图还原。结果表明：双树复小波变换有效的克服了传统离散小波变换抗混叠性差、平移敏感等缺点，分解重叠信号的效果比一般的实数小波好，保证了原谱峰特征和定量定性分析的准确性。

主权项

一种基于双树复小波变换的重叠峰分解方法，其特征在于包含以下几个步骤：步骤一、色谱信号的采集及预处理：采集色谱信号，并对采集到的谱图进行移动平均滤波与基线扣除得到信号f，切取有信号重叠的谱段n组，n为正整数；记录下每一重叠谱段范围[a_i,b_i]，每组信号记为f_i，每组各有两个重叠峰，左峰为p_i1，右峰为p_i2，其中i＝1,...,n，左峰起点谱址为a_i，右峰终点谱址为b_i，两峰中间波谷谱址为v_i；步骤二、双树复小波分解及细节系数提取：将步骤一预处理后所得到的色谱采集的信号f_i在合适的尺度l上采用双树复小波变换进行分解，得到相应尺度l下的近似系数c_l(n)以及细节系数d_j(n)，其中j＝1,...,l；步骤三、细节系数的放大：根据步骤二提取的细节系数，选择一层合适的细节系数d_k(n)乘以放大倍数N，其中1≤k≤l，N＞1；步骤四、将步骤三放大的细节系数Nd_k(n)与其他未放大的细节系数d_j(n)，近似系数c_l(n)采用双树复小波进行信号重构获得重叠峰分离后的色谱信号其中j＝1,...l，j≠k${\tilde{f}}_i=\underset{j=1,j\ne k}{\overset{l}{\Sigma }}{D}_j\left(t\right)+D_k\left(t\right)\times N+C_l\left(t\right)$其中为相应重叠谱段信号f_i分离后的色谱信号，D_j(t)、D_k(t)、C_l(t)为d_k(n)、d_j(n)、c_l(n)经双树复小波逆变换重构的系数序列；步骤五、观察分解后的色谱峰图，若分解不明显或原峰出现较大畸变则重复步骤三，重新选择需要放大的细节系数d_k(n)，其中1≤k≤l；若分解后重叠两峰之间波谷点v_i未近似到达基线或是幅值低于基线，即或为波谷点v_i处的信号幅度，重复步骤三，重新选择放大倍数N直到峰间波谷v_i近似落在基线上，即其中ε取接近0的正值；步骤六、旁瓣抑制与谱图还原：经过处理后的信号左锋p_i1起点变为右峰p_i2终点变为对处理后色谱峰的旁瓣进行抑制，色谱峰群的起点与终点前后产生旁瓣信号置0，即其中之后将处理后的谱段信号替换原重叠谱段[a_i,b_i]还原到色谱图中。