一种可视化阵列传感器的信号表征方法

摘要

本发明公开了一种可视化阵列传感器的信号表征方法，采用高光谱成像技术获取可视化阵列传感器的全光谱信息，并从中提取特征波长下的光谱差值用于可视化阵列传感器的信号表征。本发明提高了可视化阵列传感器的检测精度和稳定性，可应用于多组分气体检测、食品检验等领域。

主权项

一种可视化阵列传感器的信号表征方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，利用可视化阵列传感器与被检测对象反应，并使用高光谱成像系统获取可视化阵列传感器与被检测对象反应前的高光谱图像I_b和反应后的高光谱图像I_a；步骤二，由高光谱图像I_b和I_a分别逐一提取第x传感单元的原始光谱，分别记为S_b‑x和S_a‑x；对原始光谱进行标准正太变量变换和移动平均预处理，从而获得预处理后的反应前光谱S_b‑x‑p和反应后光谱S_a‑x‑p；X为可视化传感器上的传感单元总数，1≤x≤X；步骤三，对第x传感单元反应前光谱S_b‑x‑p和反后光谱S_a‑x‑p光谱作差，获得第x传感单元的差谱S_d‑x＝S_a‑x‑p–S_b‑x‑p；步骤四，根据光谱差值与被检测对象实际浓度之间的相关系数，对第x传感单元选取前n个与被检测对象相关性最大的特征波长λ_x‑1，λ_x‑2，…，λ_x‑n；1≤n≤6；步骤五，以优选出的所述特征波长λ_x‑1，λ_x‑2，…，λ_x‑(n‑1)，λ_x‑n下的光谱差值R_x‑1，R_x‑2，…，R_x‑(n‑1)，R_x‑n表征第x传感单元的颜色信号变化；对所有传感单元的颜色信号变化值R_i‑1，R_i‑2，…，R_i‑n进行主成分分析后，选取前m个主成分PC₁，PC₂，…，PC_m表征整个传感阵列的颜色信号变化；m＝1，2，…，7；步骤六，将不同浓度待检测对象所对应的主成分PC₁，PC₂，…，PC_m作为输入变量，浓度值作为输出变量，建立待检测对象的定量预测模型Y＝F(PC₁，PC₂，…，PC_m)；对样品进行测定时，将按以上步骤处理所得主成分值代入上述模型实现定量预测。i＝1，2，…，X；m＝1，2，…，7。