离子迁移谱的数据处理方法及装置、电子设备与流程

1.本技术涉及物质分析领域，具体而言，涉及一种离子迁移谱的数据处理方法及装置、电子设备。


背景技术：

2.离子迁移谱(ims)检测技术是一种有效的化学物质分析方法，已广泛被应用于在机场、码头、车站等场所进行爆炸物、毒品等的痕量检测，检测精度一般能达到微克甚至纳克量级以下。离子迁移谱的谱图数据含有丰富的物质信息，包括物质的气相色谱保留时间、离子迁移时间以及离子强度等信息量。数据处理系统对迁移管输出的离子迁移谱信号进行处理与物质识别。
3.现有技术中的检测方法的阈值设置为经验值，受人的主观影响程度大，或者不能适用于很多不同参数、不同设备间，导致误检率和漏检率高；而且人为阈值的设定，会影响设备的检出限，导致看着又出峰，但是又不能被识别出的问题。无法抑制噪声和伪噪声的影响，算法准确度不高，且该方案中主观性的阈值为人工经验值，检测结果受主观影响程度大，会增加误检和漏检的概率。
4.针对相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种离子迁移谱的数据处理方法及装置、电子设备，以解决相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题。
6.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种离子迁移谱的数据处理方法，包括：将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰，其中，所述目标谱图中包括多个伪特征峰和多个目标特征峰；根据所述目标特征峰进行区域生长，确定多个序列，其中，同一序列中的多个目标特征峰同属于同一物质，一个目标特征峰对应归属于一个序列。
7.可选的，将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰包括：确定所述目标谱图中所有特征峰的强度和峰宽；根据所述强度和峰宽，对所有的特征峰进行聚类，确定多个类别的特征峰，其中，多个类别分别属于所述伪特征峰或所述目标特征峰；将属于所述伪特征峰的类别的特征峰剔除，保留属于所述目标特征峰的至少一个类别的特征峰。
8.可选的，确定所述目标谱图中所有特征峰的强度和峰宽包括：获取离子迁移谱检测仪检测的离子迁移谱图为所述目标谱图；对所述目标谱图进行预处理和校正后，得到中间谱图；根据所述中间谱图，确定所有特征峰的参数，其中，所述参数包括所述强度和峰宽。
9.可选的，根据所述目标特征峰进行区域生长，确定多个序列包括：从多个目标特征峰中选取一个特征峰的所在位置作为起始点；根据所述起始点和预设的掩模进行区域生长，确定与选取的所述特征峰同属于同一物质的多个目标特征峰，组成所述物质对应的序
列；将组成序列的目标特征峰剔除，从剩余的目标特征峰中继续选取特征作为起始点进行区域生长，直至多个目标特征峰均组成对应的序列，得到多个序列。
10.可选的，根据所述起始点和预设的掩模进行区域生长，确定与选取的所述特征峰同属于同一物质的多个目标特征峰，组成所述物质对应的序列包括：确定所述起始点的像素坐标；将所述掩模的设定位置与所述像素坐标对齐，向上或向下进行区域生长，确定所述掩模是否覆盖到其他的目标特征峰的所在位置；将所述掩模覆盖到的目标特征峰加入所述序列中对应位置；将所述掩模的设定位置与加入到所述序列的目标特征峰的像素位置对齐，继续进行区域生长，直至所述掩模没有覆盖到其他的目标特征峰的位置，得到所述起始点对应的目标特征峰所属的序列。
11.可选的，将所述掩模覆盖到的目标特征峰加入所述序列中对应位置包括：在所述掩模覆盖到的目标特征峰的数量为一个的情况下，将覆盖到的所述目标特征峰直接添加到所述序列中；在所述掩模覆盖到的目标特征峰的数量为多个的情况下，按照预设优先级，将多个目标特征峰中优先级最高的一个目标特征峰添加到所述序列中；其中，所述优先级包括下列至少之一：目标特征峰的类别，目标特征峰的峰型，目标特征峰与所述起始点的欧氏距离。
12.可选的，确定所述起始点的像素坐标包括：对所述目标谱图中的目标特征峰的离子迁移时间和离子保留时间进行二值化，得到二值谱图；根据所述二值谱图确定所述起始点的像素坐标，其中，所述像素坐标的横坐标为所述离子迁移时间，所述像素坐标的纵坐标为离子保留时间。
13.可选的，根据所述目标特征峰进行区域生长，确定多个序列之后，所述方法还包括；根据每个所述序列中的目标特征峰对应的离子迁移时间，得到离子迁移时间数组；根据所述离子迁移时间数组中某一当前位置之前相邻的预设数量的离子迁移时间，确定所述当前位置的预测离子迁移时间；确定所述预测离子迁移时间与所述当前位置在所述离子迁移时间数组中的实际离子迁移时间之间的偏差；在所述偏差超过预设阈值的情况下，将所述当前位置的实际离子迁移时间从所述离子迁移时间数组中剔除。
14.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种离子迁移谱的数据处理装置，包括：剔除模块，用于将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰，其中，所述目标谱图中包括多个伪特征峰和多个目标特征峰；生长模块，用于根据所述目标特征峰进行区域生长，确定多个序列，其中，同一序列中的多个目标特征峰同属于同一物质，一个目标特征峰对应归属于一个序列。
15.根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述处存储介质用于存储程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的离子迁移谱的数据处理方法。
16.根据本技术的另一方面，还提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述中任意一项所述的离子迁移谱的数据处理方法。
17.通过本技术，采用以下步骤：将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰，其中，目标谱图中包括多个伪特征峰和多个目标特征峰；根据目标特征峰进行区域生长，确定多个序列，其中，同一序列中的多个目标特征峰同属于同一物质，一个目标特征峰对应归属
于一个序列。通过将伪特征峰剔除，达到去除噪声的目的，利用区域生长的方法，对不同帧数的同一物质的目标特征峰统计到同一个序列中，这样每个序列对应一个物质，就不需要人眼去识别应该属于同一个物质的特征峰，在需要识别物质时，只需要根据序列对应的离子迁移时间数组的特征，来识别物质，达到了自动提取出离子迁移谱图中同一个物质的特征峰的序列的目的，更方便地根据序列识别物质，实现了提高了根据例子迁移谱图进行识别物质的效率和准确率的技术效果，进而解决了相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
19.图1是根据本技术实施例提供的一种离子迁移谱的数据处理方法的流程图；
20.图2是根据本技术实施方式提供的中间谱图的示意图；
21.图3是根据本技术实施方式提供的中间谱图中所有特征峰的示意图；
22.图4是根据本技术实施方式提供的剔除伪特征峰后的中间谱图的示意图；
23.图5是根据本技术实施方式提供的最终的处理结果的示意图；
24.图6是根据本技术实施方式提供的最终的处理结果的特征峰的保留时间和强度曲线的示意图；
25.图7是根据本技术实施例提供的一种离子迁移谱的数据处理装置的示意图；
26.图8是根据本技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
29.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明，图1是根据本技术实施例提供的一种离子迁移谱的数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
31.步骤s101，将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰，其中，目标谱图中包括多个伪特征峰和多个目标特征峰；
32.步骤s102，根据目标特征峰进行区域生长，确定多个序列，其中，同一序列中的多个目标特征峰同属于同一物质，一个目标特征峰对应归属于一个序列。
33.通过上述步骤，通过将伪特征峰剔除，达到去除噪声的目的，利用区域生长的方法，对不同帧数的同一物质的目标特征峰统计到同一个序列中，这样每个序列对应一个物质，就不需要人眼去识别应该属于同一个物质的特征峰，在需要识别物质时，只需要根据序列对应的离子迁移时间数组的特征，来识别物质，达到了自动提取出离子迁移谱图中同一个物质的特征峰的序列的目的，更方便地根据序列识别物质，实现了提高了根据例子迁移谱图进行识别物质的效率和准确率的技术效果，进而解决了相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题。
34.上述步骤的执行主体可以为处理器，计算器，服务器等，具有数据运算和数据分析处理能力的设备，另外，还可以是具有上述具有数据运算，分析和处理能力的设备的装置，例如，具有处理器的电脑，智能手机，穿戴设备等，具有服务器的数据系统，运算系统等。上述执行主体可以设置在离子迁移谱检测设备上，可以与离子迁移谱检测设备相连，对离子迁移谱检测设备检测得到的离子迁移谱图进行处理和可视化。或者还可以是离子迁移谱检测设备自带的处理设备，可以通过运行上述步骤，实现对离子迁移谱图进行处理的目的。
35.上述目标谱图可以为离子迁移谱检测设备采集的离子迁移谱图。在离子迁移谱检测设备检测到离子迁移谱图之后，可以对离子迁移谱图进行预处理，例如，进行单帧平滑处理和基线校正，经过单帧平滑处理后，能有效的过滤掉图像内部的噪声。经过基线校正后离子迁移谱图具有更高的准确性。从而减少离子迁移谱图的误差，提高离子迁移谱图的数据处理的准确率。
36.上述目标谱图中包括多个特征峰，如图3所示。上述伪特征峰也即是目标谱图中被认为是噪声产生的特征峰。目标特征峰可以包括物质离子产生的合格特征峰，或者可能是物质粒子产生的潜在特征峰。不同的特征峰具有不同的参数，包括对应的离子迁移时间，离子保留时间，离子强度，离子半峰宽等。
37.上述区域生长是指将成组的像素或区域发展成更大区域的过程。从种子点的集合开始，从这些点的区域增长是通过将与每个种子点有相似属性像强度、灰度级、纹理颜色等的相邻像素合并到此区域。根据目标特征峰进行区域生长，也即是将目标特征峰所在位置的坐标点作为种子点进行区域生长，寻找与上述目标特征峰同属于一序列的目标特征峰。同属于一序列的特征峰在离子迁移谱图中表示同一种物质。对于该物质具体是什么，可以通过最终得到的该物质对应的多个目标特征峰的参数，来对该物质进行识别。
38.需要说明的是，由于一个离子迁移谱中的物质一般为多个，最终得到的序列也是多个，一个目标特征峰只能对应到一个序列中。在进行区域生长时，需要遍历离子迁移谱图的所有像素点，在加入到序列的目标特征峰进行删除，基于剩余的目标特征峰继续进行区域生长。
39.步骤s101，可选的，将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰包括：确定目标谱图中所有特征峰的强度和峰宽；根据强度和峰宽，对所有的特征峰进行聚类，确定多个类别的特征峰，其中，多个类别分别属于伪特征峰或目标特征峰；将属于伪特征峰的类别的特征峰剔除，保留属于目标特征峰的至少一个类别的特征峰。
40.上述峰宽还可以为半峰宽。在聚类时，先选取聚类算法，例如k-means聚类算法，通
过k-means聚类算法，对离子强度数据集、离子半峰宽数据集组成的二维数据集进行聚类。这里分为3类，具体的，离子强度数据集、离子分峰宽数据集组成的二维数据集中，随机选取3个数据集作为初始聚类中心，将样本集中的样本按照最小距离原则分配到最邻近聚类，使用每个聚类中的样本均值作为新的聚类中心，重复前面步骤直到聚类中心不再变化。3类分别代表合格特征峰、潜在特征峰、伪特征峰，其中合格特征峰为确定的目标出峰，潜在特征峰为介于确定特征峰和噪声之间的特征峰，合格特征峰和潜在特征峰统称为目标特征峰，伪特征峰也就是噪声，需要直接剔除。将伪特征峰剔除，可以实现去噪的目的，提高离子迁移谱图中特征峰的准确率。
41.可选的，确定目标谱图中所有特征峰的强度和峰宽包括：获取离子迁移谱检测仪检测的离子迁移谱图为目标谱图；对目标谱图进行预处理和校正后，得到中间谱图；根据中间谱图，确定所有特征峰的参数，其中，参数包括强度和峰宽。
42.将离子迁移谱检测设备采集到的离子迁移谱图视为目标谱图，该目标谱图经过单帧平滑处理和基线校正后得到中间谱图。根据中间谱图可以计算出各个特征峰的离子迁移时间、离子保留时间、离子强度、离子半峰宽等参数信息。
43.步骤s102，可选的，根据目标特征峰进行区域生长，确定多个序列包括：从多个目标特征峰中选取一个特征峰的所在位置作为起始点；根据起始点和预设的掩模进行区域生长，确定与选取的特征峰同属于同一物质的多个目标特征峰，组成物质对应的序列；将组成序列的目标特征峰剔除，从剩余的目标特征峰中继续选取特征作为起始点进行区域生长，直至多个目标特征峰均组成对应的序列，得到多个序列。
44.上述从多个目标特征峰中选取一个特征峰的所在位置作为起始点，可以选取目标特征峰中强度最大的特征峰，强度最大的特征峰，其更加明显，更有利于识别和分析。上述掩模mask的尺寸可以为预设值，在本实施例中，掩模的尺寸为2*n，单位为像素，n为奇数，将起始点与掩模中的k像素位置对齐，k＝(1 n)/2，也即是起始点处于掩模的正中央的像素位置。
45.由于一个目标特征峰只能对应一种物质的一个序列，因此，在将查找到的目标特征峰添加到对应序列后，将组成序列的目标特征峰剔除。从剩余的目标特征峰中继续选取特征作为起始点进行区域生长，其选区的原则可以相同，例如选取强度最大的，其选区的原则也可以不同。直至离子迁移谱图的所有像素点均完成查找，对应的多个目标特征峰均组成对应的序列，从而得到多个分别对应不同物质的序列。
46.可选的，根据起始点和预设的掩模进行区域生长，确定与选取的特征峰同属于同一物质的多个目标特征峰，组成物质对应的序列包括：确定起始点的像素坐标；将掩模的设定位置与像素坐标对齐，向上或向下进行区域生长，确定掩模是否覆盖到其他的目标特征峰的所在位置；将掩模覆盖到的目标特征峰加入序列中对应位置；将掩模的设定位置与加入到序列的目标特征峰的像素位置对齐，继续进行区域生长，直至掩模没有覆盖到其他的目标特征峰的位置，得到起始点对应的目标特征峰所属的序列。
47.由于起始点通常在离子迁移谱图的中部位置，其上方和下方都存在像素，在进行区域生长时，也分为向上和向下两个过程，两个过程可以分别先后进行，也可以同时进行。具体的，在根据起始点和预设的掩模进行区域生长时，分两种情况。
48.在向上进行区域生长时，可以将起始点与掩模下一行的k像素位置对齐，可以根据
上一行的像素位置是否命中目标特征峰，来寻找与起始点的目标特征峰同属于一个序列的目标特征峰。向下进行区域生长正好相反，可以将起始点与掩模上一行的k像素位置对齐，可以根据下一行的像素位置是否命中目标特征峰，来寻找与起始点的目标特征峰同属于一个序列的目标特征峰。
49.可选的，将掩模覆盖到的目标特征峰加入序列中对应位置包括：在掩模覆盖到的目标特征峰的数量为一个的情况下，将覆盖到的目标特征峰直接添加到序列中；在掩模覆盖到的目标特征峰的数量为多个的情况下，按照预设优先级，将多个目标特征峰中优先级最高的一个目标特征峰添加到序列中；其中，优先级包括下列至少之一：目标特征峰的类别，目标特征峰的峰型，目标特征峰与起始点的欧氏距离。
50.需要说明的是，在离子迁移谱图中，一些离子迁移时间接近的物质，其目标特征峰可能距离比较近，在区域生长过程中，利用掩模覆盖的方式进行查找，会存在一次覆盖多个目标特征峰，此时，就需要根据筛选条件进行适当筛选，确定一个最接近的目标特征峰，为当前起始点对应的目标特征峰同属一个序列的特征峰。
51.根据目标特征峰的类别作为优先级进行选取，可以选取合格特征峰，在合格特征峰的数量为多个的情况下，可以根据目标特征峰的峰型进行选取，选取与最大强度初始坐标点对应的特征峰的峰型为同种峰型的特征峰，在同种峰型的特征峰为多个的情况下，可以根据目标特征峰与起始点的欧氏距离进行选取，选取距离点(d0，r0)欧氏距离最近的特征峰。也即是上述优先级条件，可以单独使用，也可以组合叠加使用，其叠加筛选的顺序不局限于上述顺序，还可以根据实际情况进行调整。
52.可选的，确定起始点的像素坐标包括：对目标谱图中的目标特征峰的离子迁移时间和离子保留时间进行二值化，得到二值谱图；根据二值谱图确定起始点的像素坐标，其中，像素坐标的横坐标为离子迁移时间，像素坐标的纵坐标为离子保留时间。对目标特征峰和潜在特征峰的离子迁移时间和离子保留时间坐标赋值1，其它坐标区域赋值0，完成二值化转换，得到二值谱图，基于二值谱图进行区域生长，可以提高区域生长的准确性。
53.可选的，步骤s102根据目标特征峰进行区域生长，确定多个序列之后，方法还包括；根据每个序列中的目标特征峰对应的离子迁移时间，得到离子迁移时间数组；根据离子迁移时间数组中某一当前位置之前相邻的预设数量的离子迁移时间，确定当前位置的预测离子迁移时间；确定预测离子迁移时间与当前位置在离子迁移时间数组中的实际离子迁移时间之间的偏差；在偏差超过预设阈值的情况下，将当前位置的实际离子迁移时间从离子迁移时间数组中剔除。
54.根据每个序列确定，序列中目标特征峰对应的离子迁移时间，组成离子迁移时间数组，通过离子迁移时间数组中当前位置的前n个离子迁移时间的加权平均值来预测出理论当前位置的离子迁移时间。离子迁移时间的预测值如下式。
[0055][0056]
式中，predictd为当前位置的离子迁移时间的预测值，peakval
i-3
为i-3位置的离子迁移时间的权重，d
i-3
为i-3位置的离子迁移时间，i-3也即是当前位置之前3个的位置，此时n＝3。peakval
i-2
为i-2位置的离子迁移时间的权重，d
i-2
为i-2位置的离子迁移时间，i-2也即是当前位置之前2个的位置。peakval
i-1
为i-1位置的离子迁移时间的权重，d
i-1
为i-1位
置的离子迁移时间，i-1也即是当前位置之前1个的位置。
[0057]
这里，选取尺寸为1*3的掩模，若当前位置的预测值与实际值偏差达到设定的预设阈值th，则认为该点非当前迁移时间特征峰，权重peakval是对应的离子强度。也即是在predictd-d的偏差达到预设阈值th，则认为该当前位置对应的目标特征峰为非当前迁移时间特征峰。从而对区域生长得到的多个序列进一步进行优化，筛除干扰性的目标特征峰，提高序列的准确性，以便后续根据序列进行物质识别，进而提供物质是别的准确性。
[0058]
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0059]
需要说明的是，本技术还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。
[0060]
本实施方式提供了一种基于图像处理和时间序列分析的离子迁移谱的谱图处理方法，根据谱图的强度和半峰宽信息，利用聚类算法找出目标特征峰，剔除噪声。再利用图像处理中的区域生长知识和时间序列分析，来完成合格特征峰的轨迹峰计算。该发明在计算特征峰时，无需人为设定的阈值，可以适应单台设备不同参数、多台设备适应性，减少人工后期对参数的优化工作量；脱离了绝对强度阈值限制后，一定程度上可以获得更多的保留时间，对于定量分析和最低检出限检测可以更加准确；与传统的单帧强渡、位置匹配法相比，时间序列模型考虑了特征峰迁移时间在时域上的运动趋势，可以去除噪声和伪噪声的误判，还可以兼容合格特征峰在一定容差内的偏差；此外，该方法还具有复杂度低、运算速度快的特点，具有应用到实时离子迁移谱处理的前景。
[0061]
具体的，谱图处理方法的步骤如下：
[0062]
1)将离子迁移谱采集到的谱图视为目标谱图，该谱图经过单帧平滑处理和基线校正后得到中间谱图，如图2所示，图2是根据本技术实施方式提供的中间谱图的示意图；
[0063]
2)通过中间谱图，可以计算出各个特征峰的离子迁移时间、离子保留时间、离子强度、离子半峰宽信息，如图3所示，图3是根据本技术实施方式提供的中间谱图中所有特征峰的示意图；
[0064]
3)通过k-means聚类算法，对离子强度数据集、离子半峰宽数据集组成的二维数据集进行聚类，这里分为3类，分别代表合格特征峰、潜在特征峰、伪特征峰，其中合格特征峰为100％确定的目标出峰，潜在特征峰为介于确定特征峰和噪声之间的特征峰，会根据时间序列模型再次确认，伪特征峰也就是噪声，需要直接剔除，如图4所示，图4是根据本技术实施方式提供的剔除伪特征峰后的中间谱图的示意图。
[0065]
在进行聚类时，离子强度数据集、离子分峰宽数据集组成的二维数据集中，随机选取3个数据集作为初始聚类中心，将样本集中的样本按照最小距离原则分配到最邻近聚类，使用每个聚类中的样本均值作为新的聚类中心，重复前面步骤直到聚类中心不再变化。
[0066]
需要说明的是，上述k-means聚类算法只是一个可选的示例，还可以为其他的聚类算法。
[0067]
4)通过3)计算后的结果，对包括合格特征峰和潜在特征峰的目标特征峰的离子迁移时间和离子保留时间坐标赋值1，其它坐标区域赋值0，完成二值化转换，得到二值谱图；
[0068]
5)对二值谱图进行区域生长计算。具体做法是生成一个尺寸为2*n的掩模mask，n
为奇数，如表1所示，表1为掩模结构表，k表示掩模每行的中心像素的位置，k＝(1 n)/2。
[0069]
表1掩模结构表
[0070]w11w12
……w1k
……w1nw21w22
……w2k
……w2n
[0071]
在二值谱图中结合离子强度信息，找到二值谱图中的最大强度初始坐标点(d0，r0)，d0为横坐标(离子迁移时间)，r0为纵坐标(离子保留时间，也即是帧数)。需要说明的是，本实施例中，目标谱图，中间谱图，二值谱图对应的横坐标和纵坐标是相同的，也即是横坐标是离子迁移时间，纵坐标是离子保留时间，也可以理解为谱图帧数，其像素值可以表征出峰强度。因此，选择强度最大的目标特征峰，可以更方便分析和查找，另一方面也能够查找的更准确。
[0072]
向上搜索时，将二值谱图(d0，r0)点位置和w
2k
对应，即掩模w
11
～w
1n
此时与上一帧数据对应，若在二值谱图中w
11
～w
1n
范围内发现有合格特征峰或者伪特征峰(d1，r1)，那么记离子迁移时间数组d＝[d0，d1]，保留时间数组r＝[r0，r1]。同理，向下搜索时，将二值谱图p0点位置和w
1k
对应，若在二值谱图中w
21
～w
2n
范围内发现有合格特征峰或者伪特征峰(d-1
，r-1
)，那么记离子迁移时间数组d＝[d-1
，d0]，保留时间数组r＝[r-1
，r0]。比较特殊的是，如果在掩模范围内出现多个特征峰的匹配，那么优先级为：选取合格特征峰，在合格特征峰的数量为多个的情况下，选取与最大强度初始坐标点对应的特征峰的峰型为同种峰型的特征峰，在同种峰型的特征峰为多个的情况下，选取距离点(d0，r0)欧氏距离最近的特征峰。也即是上述优先级条件，可以单独使用，也可以组合叠加使用，其叠加筛选的顺序不局限于上述顺序，还可以根据实际情况进行调整。当所有二值谱图的像素点都计算完毕时，区域生长计算结束。
[0073]
6)根据每个离子迁移时间数组d的信息，通过当前位置的前n个离子迁移时间的加权平均值来预测出理论当前位置的离子迁移时间。这里，选取尺寸为1*3的掩模，若当前位置的预测值与实际值偏差达到设定的预设阈值th，则认为该点非当前迁移时间特征峰，权重peakval是对应的离子强度。
[0074][0075]
式中，predictd为当前位置的离子迁移时间的预测值，peakval
i-3
为i-3位置的离子迁移时间的权重，d
i-3
为i-3位置的离子迁移时间，i-3也即是当前位置之前3个的位置，此时n＝3。peakval
i-2
为i-2位置的离子迁移时间的权重，d
i-2
为i-2位置的离子迁移时间，i-2也即是当前位置之前2个的位置。peakval
i-1
为i-1位置的离子迁移时间的权重，d
i-1
为i-1位置的离子迁移时间，i-1也即是当前位置之前1个的位置。
[0076]
最终得到的结果如图5和图6所示，图5是根据本技术实施方式提供的最终的处理结果的示意图，图6是根据本技术实施方式提供的最终的处理结果的特征峰的保留时间和强度曲线的示意图。最终的结果可以用来根据保留时间与强度曲线去判断和识别对应的物质。
[0077]
本技术实施例还提供了一种离子迁移谱的数据处理装置，需要说明的是，本技术实施例的离子迁移谱的数据处理装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于离子迁移谱的数据处理方法。以下对本技术实施例提供的离子迁移谱的数据处理装置进行介绍。
[0078]
图7是根据本技术实施例提供的一种离子迁移谱的数据处理装置的示意图，如图7所示，该装置包括：剔除模块72，生长模块74，下面对该装置进行详细说明。
[0079]
剔除模块72，用于将目标谱图中的伪特征峰剔除，得到目标特征峰，其中，目标谱图中包括多个伪特征峰和多个目标特征峰；生长模块74，与上述剔除模块72相连，用于根据目标特征峰进行区域生长，确定多个序列，其中，同一序列中的多个目标特征峰同属于同一物质，一个目标特征峰对应归属于一个序列。
[0080]
本技术实施例提供的离子迁移谱的数据处理装置，通过将伪特征峰剔除，达到去除噪声的目的，利用区域生长的方法，对不同帧数的同一物质的目标特征峰统计到同一个序列中，这样每个序列对应一个物质，就不需要人眼去识别应该属于同一个物质的特征峰，在需要识别物质时，只需要根据序列对应的离子迁移时间数组的特征，来识别物质，达到了自动提取出离子迁移谱图中同一个物质的特征峰的序列的目的，更方便地根据序列识别物质，实现了提高了根据例子迁移谱图进行识别物质的效率和准确率的技术效果，进而解决了相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题。
[0081]
所述离子迁移谱的数据处理装置包括处理器和存储器，上述剔除模块72，生长模块74等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
[0082]
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决了相关技术中利用离子迁移谱进行物质识别时，依赖人为识别的经验，不仅效率低，而且准确率差的问题。
[0083]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
[0084]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述离子迁移谱的数据处理方法。
[0085]
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述离子迁移谱的数据处理方法。
[0086]
图8是根据本技术实施例提供的一种电子设备的示意图，如图8所示，本技术实施例提供了一种电子设备80，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述任一方法的步骤。
[0087]
本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
[0088]
本技术还提供了一种计算机程序产品，当在离子迁移谱的数据处理设备上执行时，适于执行初始化有上述任一方法步骤的程序。
[0089]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0090]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程
图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程离子迁移谱的数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程离子迁移谱的数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0091]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程离子迁移谱的数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0092]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程离子迁移谱的数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0093]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0094]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0095]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0096]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0097]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0098]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、
改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。