本發明涉及光譜分析，特別涉及一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法、裝置、設備及介質。
背景技術：
1、光譜分析技術是一種可以實現物質組分或性質快速、無損檢測的先進手段，被廣泛用于農業、食品、藥品及石油化工等多個行業。光譜分析技術利用所采集的物質光譜，如拉曼光譜、近紅外光譜等，結合預先建立的化學計量學模型來定性或定量評估物質的組分和性質，在化學計量學數據庫建立和光譜測試過程中，對于樣品光譜采集的質量要求較高。
2、目前，一些表面均一且非透明的固體材料（本發明稱為“樣品”）往往采用漫反射測試的形式進行光譜采集。漫反射光源普遍具有較大的功率，在持續照射樣品時，光源的光熱效應會使樣品溫度顯著升高，伴隨著包含水分在內的吸附性物質的快速蒸發，導致樣品光譜發生較大變化，這種光譜變化會對化學計量學模型的準確性產生影響，導致樣品組分或性質的評估精度降低。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法、系統、設備及介質，可以解決因光源光熱效應使樣品光譜發生較大變化，導致樣品組分或性質的評估精度降低的技術問題。
2、為解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，包括以下步驟：
3、采集目標樣品在光源光熱效應影響下的多條樣品光譜，所述樣品光譜中的光譜信息包括與樣品待測組分/性質相關的第一光譜信息，以及受光源光熱效應影響產生的第二光譜信息；
4、根據第一光譜信息以及第二光譜信息，采用正交投影法，分別獲取與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣以及受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣；其中，第一投影矩陣與第二投影矩陣正交；
5、獲取由多條樣品光譜之間的差異形成的差異矩陣，并通過對差異矩陣進行稀疏主成分分析，獲取能夠將樣品光譜中的光譜信息映射到僅受光源光熱效應影響的子空間中的載荷矩陣；
6、根據載荷矩陣確定第二投影矩陣，并根據第二投影矩陣確定第一投影矩陣，以采用第一投影矩陣對在光源光熱效應影響下的樣品光譜進行矯正。
7、進一步的，通過以下公式對差異矩陣進行稀疏主成分分析：
8、；
9、式中，表示第 j個載荷向量， α表示載荷向量的過程值，表示差異矩陣，表示差異矩陣的協方差矩陣，表示彈性網正則化，和為控制正則化強度的預設參數；
10、載荷矩陣為：l={ l1, l2,… l m}；
11、式中， m為大于1的整數。
12、進一步的，所述第二投影矩陣通過以下公式獲取：
13、；
14、式中，q表示第二投影矩陣。
15、進一步的，通過以下公式對在光源光熱效應影響下的樣品光譜進行矯正：
16、；
17、式中，表示矯正后的樣品光譜，表示矯正前的樣品光譜，p表示第一投影矩陣。
18、進一步的，在所述根據第一光譜信息以及第二光譜信息，采用正交投影法，分別獲取與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣以及受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣之前，還包括：
19、采用savitzky-golay平滑方法，在預設窗口內通過多項式擬合的形式將樣品光譜中跳動的噪聲數據擬合成平滑的多項式數據。
20、本發明的實施例還提供了一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正裝置，包括：
21、光譜采集模塊，用于采集目標樣品在光源光熱效應影響下的多條樣品光譜，所述樣品光譜中的光譜信息包括與樣品待測組分/性質相關的第一光譜信息，以及受光源光熱效應影響產生的第二光譜信息；
22、矩陣變換模塊，用于根據第一光譜信息以及第二光譜信息，采用正交投影法，分別獲取與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣以及受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣；其中，第一投影矩陣與第二投影矩陣正交；
23、矩陣分析模塊，用于獲取由多條樣品光譜之間的差異形成的差異矩陣，并通過對差異矩陣進行稀疏主成分分析，獲取能夠將樣品光譜中的光譜信息映射到僅受光源光熱效應影響的子空間中的載荷矩陣；
24、光譜矯正模塊，用于根據載荷矩陣確定第二投影矩陣，并根據第二投影矩陣確定第一投影矩陣，以采用第一投影矩陣對在光源光熱效應影響下的樣品光譜進行矯正。
25、本發明的實施例還提供了一種計算機設備，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器中存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠執行上述光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法。
26、本發明的實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法。
27、本發明所提供的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，至少具有以下有益效果：
28、由于樣品光譜中的光譜信息包括與樣品待測組分/性質相關的第一光譜信息，以及受光源光熱效應影響產生的第二光譜信息，本發明以矩陣形式來表示這幾者之間的關系，得到與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣以及受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣。若要實現在光源光熱效應影響下的樣品光譜的矯正，則需要求得與光熱效應無關的光譜投影矩陣，即與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣，而第一投影矩陣與第二投影矩陣正交，則需要先求得受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣。
29、此時，獲取多條樣品光譜之間的差異形成放入差異矩陣，并通過對差異矩陣進行稀疏主成分分析，能夠將樣品光譜中的光譜信息映射到僅受光源光熱效應影響的子空間中的載荷矩陣，以獲得多條光譜中規律變化的稀疏特征信息，其表示了樣品光譜中僅受光源光熱效應影響的特征信息，基于此可以確定第二投影矩陣，進而確定第一投影矩陣，得到與光熱效應影響正交的投影矩陣，從而通過該投影矩陣實現光源光熱效應影響的樣品光譜進行校正，提升樣品組分或性質的評估精度。
1.一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，其特征在于，通過以下公式對差異矩陣進行稀疏主成分分析：
3.根據權利要求2所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，其特征在于，所述第二投影矩陣通過以下公式獲取：
4.根據權利要求3所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，其特征在于，通過以下公式對在光源光熱效應影響下的樣品光譜進行矯正：
5.根據權利要求1所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法，其特征在于，在所述根據第一光譜信息以及第二光譜信息，采用正交投影法，分別獲取與樣品待測組分/性質相關的光譜的第一投影矩陣以及受光源光熱效應影響的光譜的第二投影矩陣之前，還包括：
6.一種光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正裝置，其特征在于，包括：
7.一種計算機設備，其特征在于，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠執行如權利要求1至5中任一項所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法。
8.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時，實現如權利要求1至5中任一項所述的光源光熱效應對樣品光譜影響的矯正方法。