一种激光诱导光谱的优化方法、装置、设备及介质

    技术2025-05-25  24


    本发明涉及光谱优化,具体而言,涉及激光诱导击穿光谱的优化方法、装置、设备及介质。


    背景技术:

    1、传统的激光诱导光谱优化方法存在一定的局限性,与传统的特征优化方法相比,基于主成分分析载荷的方法具有更强的噪声抑制与特征提升能力,能够更好地适应各种场景的激光诱导击穿光谱数据结构,但光谱信号的复杂性和噪声干扰可能导致传统的主成分分析方法提取的特征不够准确和稳定,降低了数据分析的可靠性和准确性,同时也忽略了光谱本身的元素表征能力,因此,需要对于原有的主成分分析方法进行改进,从而提高激光诱导光谱特征分析的准确性和稳定性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种激光诱导击穿光谱的优化方法、装置、设备及介质,以改善上述问题。为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:

    2、第一方面,本申请提供了一种激光诱导击穿光谱的优化方法,包括:

    3、获取原始激光诱导击穿光谱数据;

    4、基于所述原始激光诱导击穿光谱数据构建协方差矩阵,并计算所述协方差矩阵的特征值和特征向量,得到多个目标特征值和对应的多个目标特征向量;

    5、基于所述目标特征值和所述目标特征向量的对应关系构建载荷矩阵,得到目标载荷矩阵;

    6、基于所述目标载荷矩阵计算每一波长维度下对应的波长贡献率,得到多个目标波长贡献率,所述波长贡献率用于表征每一波长维度下对应的光谱数据对于整体光谱的重要程度;

    7、基于所述目标波长贡献率构建特征优化矩阵,并基于所述特征优化矩阵对所述原始激光诱导击穿光谱数据进行优化,得到优化后的目标光谱数据。

    8、第二方面,本申请还提供了一种激光诱导击穿光谱的优化装置,包括:

    9、获取单元,用于获取原始激光诱导击穿光谱数据;

    10、第一计算单元,用于基于所述原始激光诱导击穿光谱数据构建协方差矩阵,并计算所述协方差矩阵的特征值和特征向量,得到多个目标特征值和对应的多个目标特征向量;

    11、构建单元,用于基于所述目标特征值和所述目标特征向量的对应关系构建载荷矩阵,得到目标载荷矩阵;

    12、第一得到单元,用于基于所述目标载荷矩阵计算每一波长维度下对应的波长贡献率,得到多个目标波长贡献率,所述波长贡献率用于表征每一波长维度下对应的光谱数据对于整体光谱的重要程度;

    13、优化单元,用于基于所述目标波长贡献率构建特征优化矩阵,并基于所述特征优化矩阵对所述原始激光诱导击穿光谱数据进行优化,得到优化后的目标光谱数据。

    14、第三方面,本申请还提供了一种激光诱导击穿光谱的优化设备,包括:

    15、存储器,用于存储计算机程序;

    16、处理器,用于执行所述计算机程序时实现所述激光诱导击穿光谱的优化方法的步骤。

    17、第四方面,本申请还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于激光诱导击穿光谱的优化方法的步骤。

    18、本发明的有益效果为:

    19、本发明通过考虑每一波长维度下对应的光谱数据对于整体光谱的重要程度,计算得到波长贡献率,并基于归一化的波长贡献率构建特征优化矩阵,从而对于原始激光诱导光谱数据进行优化,能够有效抑制了原有光谱数据中的冗余特征与干扰信号,提高了利用激光诱导光频谱数据进行检测分析试验的准确性。

    20、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。



    技术特征:

    1.一种激光诱导击穿光谱的优化方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱的优化方法,其特征在于,基于所述目标特征值和所述目标特征向量的对应关系构建载荷矩阵,得到目标载荷矩阵,所述目标特征值携带有主成分标识,所述目标特征向量携带有基底维度标识和主成分标识,包括:

    3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱的优化方法,其特征在于,基于所述目标载荷矩阵计算每一波长维度下对应的波长贡献率,得到多个目标波长贡献率,包括:

    4.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱的优化方法,其特征在于,基于所述目标波长贡献率构建特征优化矩阵,并基于所述特征优化矩阵对所述原始激光诱导击穿光谱数据进行优化,得到优化后的目标光谱数据,包括:

    5.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱的优化方法,其特征在于,对多个波长贡献率、所述最大贡献率和最小贡献率进行归一化处理并构建矩阵,得到所述特征优化矩阵,包括:

    6.一种激光诱导击穿光谱的优化装置,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的激光诱导击穿光谱的优化装置,其特征在于,所述构建单元包括:

    8.根据权利要求7所述的激光诱导击穿光谱的优化装置,其特征在于,所述第一得到单元包括:

    9.一种激光诱导击穿光谱的优化设备,其特征在于,包括:

    10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述激光诱导击穿光谱的优化方法的步骤。


    技术总结
    本发明提供了一种激光诱导击穿光谱的优化方法、装置、设备及介质,涉及光谱优化技术领域,包括获取原始激光诱导击穿光谱数据;基于原始激光诱导击穿光谱数据构建协方差矩阵;得到目标载荷矩阵;基于目标载荷矩阵计算每一波长维度下对应的波长贡献率,得到目标波长贡献率;基于特征优化矩阵对原始激光诱导击穿光谱数据进行优化,得到优化后的目标光谱数据。本发明通过考虑每一波长维度下对应的光谱数据对于整体光谱的重要程度,计算得到波长贡献率,并基于归一化的波长贡献率构建特征优化矩阵,从而对于原始激光诱导光谱数据进行优化,能够有效抑制了原有光谱数据中的冗余特征与干扰信号,提高了利用激光诱导光频谱数据进行检测分析试验的准确性。

    技术研发人员:徐赟,程华润,刘凯,魏文赋,杨泽锋
    受保护的技术使用者:西南交通大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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