專利名稱：表面電漿共振傳感中事件的非線性濾波的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非線性濾波方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
表面電漿共振(surface plasmon resonance，SPR)測量系統(tǒng)依靠表面電漿共振來檢測緊靠換能界面(transducing interface)的樣本或目標(biāo)的折射率的變化。由于表面電漿共振現(xiàn)象，入射到換能界面上并且在換能界面處偏轉(zhuǎn)的光信號(hào)在共振入射角和共振光波長處經(jīng)歷損耗。樣本的折射率的變化引起共振入射角和共振光波長的變化。SPR測量系統(tǒng)通常以SPR傳感圖的形式把檢測到的共振入射角或共振光波長的變化與樣本的折射率的相應(yīng)變化聯(lián)系起來，所述SPR傳感圖是樣本的相對(duì)折射率與時(shí)間的關(guān)系圖。
雖然SPR傳感圖可用于根據(jù)生化過程與樣本的折射率之間的關(guān)系描述樣本內(nèi)的生化過程的特征，但是SPR傳感圖包括了可掩蓋或者以其他方式扭曲SPR傳感圖的特征的噪聲成分。噪聲成分通常歸因于SPR測量系統(tǒng)對(duì)樣本的相對(duì)折射率的測量中的不確定性，或者SPR測量系統(tǒng)中的機(jī)械事件，例如控制樣本中的緩沖劑和被分析物的流動(dòng)的閥的開啟和關(guān)閉。
線性濾波被普遍用于信號(hào)處理中，以減少信號(hào)上存在的噪聲成分。但是，當(dāng)線性濾波，例如低通濾波被應(yīng)用到SPR傳感圖時(shí)，高頻特征，例如SPR傳感圖中的尖銳過渡被平滑或消除。但是，尖銳過渡可能表明了關(guān)鍵的生化過程或事件，例如樣本內(nèi)的被分析物與配位體(ligand)之間的結(jié)合(biding)事件的開始。平滑或消除SPR傳感圖中的尖銳過渡可能會(huì)使得難以確定生化過程的締合/離解率和其他重要指標(biāo)。當(dāng)信號(hào)包括邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)、不連續(xù)或其他異常時(shí)，線性濾波也會(huì)導(dǎo)致激振(ringing)，使得SPR傳感圖中描繪的生化過程或事件難以解釋。由于SPR傳感圖的信號(hào)特征和線性濾波器被應(yīng)用到SPR傳感圖時(shí)產(chǎn)生的缺點(diǎn)，基于傅立葉變換的濾波器，F(xiàn)IR(有限沖擊響應(yīng))濾波器、IIR(無限沖擊響應(yīng))濾波器和眾多其他種類的線性濾波器可能不很適合于減少SPR傳感圖中的噪聲成分。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種非線性濾波系統(tǒng)確定SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)確定出的SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度，并且把具有選中的濾波器長度的非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖以建立輸出信號(hào)。


圖1示出適用于提供SPR傳感圖的傳統(tǒng)SPR測量系統(tǒng)。
圖2示出與圖1的SPR測量系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的SPR傳感圖的一個(gè)示例。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性濾波系統(tǒng)的流程圖。
圖4示出由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性濾波系統(tǒng)所修改的圖2的SPR傳感圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出傳統(tǒng)SPR測量系統(tǒng)10。SPR測量系統(tǒng)10包括向SPR換能器14提供光激勵(lì)13的光源12，以及截取從SPR換能器14反射的光信號(hào)15的光檢測/處理單元16。根據(jù)反射的光信號(hào)15的檢測和處理，光檢測/處理單元16在輸出設(shè)備18處提供SPR傳感圖20。SPR測量系統(tǒng)10通常用基于角度的SPR建立SPR傳感圖20，其中光源12提供相對(duì)于SPR換能器14的不同入射角ΦINC的光激勵(lì)13，或者SPR傳感圖20是用基于波長的SPR來建立的，其中光源12向SPR換能器14提供包括多個(gè)光波長的光激勵(lì)13。
SPR測量系統(tǒng)10中包括的SPR換能器14在本領(lǐng)域技術(shù)中是公知的，并且能夠以多種方式來構(gòu)造。SPR換能器14通常包括棱鏡2，帶諸如金膜這樣的薄光反射背襯6的載玻片4，以及諸如包括配位體L的結(jié)合層8這樣的電介質(zhì)。薄光反射背襯6和結(jié)合層8形成SPR換能器14中的換能界面17。緩沖劑B和被分析物A被交替地在溝道9中流動(dòng)經(jīng)過結(jié)合層8，其中溝道9通常形成在彈性膜，例如聚二甲基硅膜中。緩沖劑B和被分析物A的流動(dòng)是根據(jù)耦合到溝道9的閥V來控制的。雖然多種類型的SPR換能器14可用于SPR測量系統(tǒng)10中，但諸如BioTechniques，Vol.11，No.5(1991)，pages 620-627中由Johnsson等人所著的“Real-time BiospecificInteraction Analysis Using Surface Plasmon Resonance and a Sensor ChipTechnology(利用表面電漿共振和傳感器芯片技術(shù)進(jìn)行的實(shí)時(shí)生物特異性交互作用分析)”以及Jounal of Colloid and Interface Science，Vol.143，No.2，May 1991，pages 513-526中由Stenberg等人所著的“QuantitativeDetermination of Surface Concentration of Protein with Surface PlasmonResonance Using Radiolabled Proteins(用放射性同位素標(biāo)記的蛋白質(zhì)進(jìn)行帶表面電漿共振的蛋白質(zhì)的表面濃度的定量確定)”等參考文獻(xiàn)中提供了適于包括在SPR測量系統(tǒng)10中的SPR換能器14的示例。
換能界面17中光激勵(lì)13入射的位置被稱為目標(biāo)Z。當(dāng)光激勵(lì)13入射到SPR換能器14中的單個(gè)目標(biāo)Z上時(shí)，SPR傳感圖20對(duì)應(yīng)于單個(gè)目標(biāo)Z。當(dāng)光激勵(lì)13入射到SPR換能器14中的多個(gè)目標(biāo)Z上時(shí)，多個(gè)SPR傳感圖20可由SPR測量系統(tǒng)10提供，其中每個(gè)SPR傳感圖20對(duì)應(yīng)于多個(gè)目標(biāo)Z中指定的一個(gè)。
圖2示出由圖1所示的SPR測量系統(tǒng)10提供的SPR傳感圖20的一個(gè)示例。SPR傳感圖20表示換能界面17的結(jié)合層8處的折射率與時(shí)間t的關(guān)系。折射率通常是相對(duì)折射率，其表明折射率中的變動(dòng)或變化，并且例如是以微折射率為單位(10-6RIU)描繪的。圖2的SPR傳感圖中表示的折射率變動(dòng)通常得自于與SPR換能器的共振角的變動(dòng)或SPR換能器14的共振波長的變動(dòng)的對(duì)應(yīng)，這取決于用于提供SPR傳感圖20的SPR測量系統(tǒng)10的類型。雖然圖2示出了SPR傳感圖20的一個(gè)示例，但是SPR傳感圖20在本領(lǐng)域技術(shù)中是公知的，并且在參考文獻(xiàn)中示出，例如AnalyticalChemistry，Vol.72，No.24，December 15，2000，pages 6003-6009中由Guedon等人所著的“Characterization and Optimization of a Real-Time，Parallel，Label-Free，Polypyrrole-Based DAN Sensor by Surface Plasmon ResonnaceImaging(通過表面電漿共振成像進(jìn)行的對(duì)實(shí)時(shí)、并行、無標(biāo)記、基于聚吡咯的DNA傳感器的特征描述和優(yōu)化)”。
SPR傳感圖20的特征描繪了發(fā)生在SPR換能器14的換能界面17處的各種物理和生化事件。例如，圖2中所示的SPR傳感圖20的第一部分23表示緩沖劑B在溝道9中流動(dòng)經(jīng)過換能界面17的時(shí)間。在對(duì)應(yīng)于SPR傳感圖20的第一部分23的時(shí)間期間，在SPR換能器14的換能界面17處的交互作用通?？珊雎?。SPR傳感圖20上的上升沿25表示被分析物A在溝道中流動(dòng)經(jīng)過換能界面17并且結(jié)合到換能界面17處的配位體L的生化事件。SPR傳感圖20的上升沿25的斜率或陡度表明換能界面17處配位體L與被分析物A之間的結(jié)合率。SPR傳感圖20的后沿27表明被分析物A和配位體L的離解。從而，對(duì)于被分析物A和配位體L的給定濃度，SPR傳感圖20的上升沿25和下降沿27描繪了換能界面處的結(jié)合動(dòng)力學(xué)(binding kinetics)，并且能提供SPR換能器14的換能界面27處的締合/離解常數(shù)。SPR傳感圖20的上升沿25與下降沿27之間的事件間隔T對(duì)應(yīng)于閥V被設(shè)置為將被分析物A引向溝道9的流動(dòng)位置的選通間隔。事件間隔T在時(shí)間上偏離選通間隔一個(gè)延時(shí)，該延時(shí)是基于緩沖器B和被分析物A經(jīng)過溝道9的流動(dòng)率以及閥V與換能界面17之間的距離的。
圖2還表明了呈現(xiàn)在SPR傳感圖20上的各種噪聲成分。一個(gè)噪聲成分是統(tǒng)計(jì)或隨機(jī)噪聲NR。此隨機(jī)噪聲NR與換能界面17處的折射率的測量中的不確定性有關(guān)，并且產(chǎn)生呈現(xiàn)在SPR傳感圖20上的抖動(dòng)。邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND是SPR傳感圖20上的另一個(gè)噪聲成分。邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND通常是由閥V的開啟和關(guān)閉引起的一個(gè)或多個(gè)切換瞬態(tài)。但是，邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND也可能是由SPR測量系統(tǒng)10中的任何其他類型的擾動(dòng)或中斷引起的。邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND的長度或持續(xù)時(shí)間通常短于SPR傳感圖20的上升沿25與下降沿27之間的事件間隔T。此長度或持續(xù)時(shí)間可以按時(shí)間t為單位來表示，或者表示成數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目n。根據(jù)關(guān)系n＝t*RS，數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目n與SPR傳感圖20中的事件的以時(shí)間t為單位的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，其中RS是用于提供SPR傳感圖20的SPR測量系統(tǒng)10的采樣率或數(shù)據(jù)采集率。SPR傳感圖20中的邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND顯現(xiàn)為長度或持續(xù)時(shí)間通常短于幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的窄尖峰。隨機(jī)噪聲NR具有各種長度或持續(xù)時(shí)間的組分或成分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性濾波系統(tǒng)40提供了對(duì)SPR傳感圖20上的長度或持續(xù)時(shí)間短于事件間隔T的噪聲成分NR、ND的濾波。從而，可通過把非線性濾波系統(tǒng)20應(yīng)用到SPR傳感圖20，從SPR傳感圖20中減少或消除持續(xù)時(shí)間短于事件間隔T的邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND和隨機(jī)噪聲NR。
圖3示出非線性濾波系統(tǒng)30的流程圖。非線性濾波系統(tǒng)30包括確定SPR傳感圖20中指定事件的持續(xù)時(shí)間(步驟32)，根據(jù)確定出的SPR傳感圖20中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度F(步驟34)，并且把具有選中的濾波器長度F的非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20以建立輸出信號(hào)40(步驟36)。
在一個(gè)示例中，SPR傳感圖20中的指定事件發(fā)生在圖2中所示的SPR傳感圖20的上升沿25與下降沿27之間的事件間隔T內(nèi)。事件間隔T對(duì)應(yīng)于配位體L和被分析物A在SPR換能器14的換能界面17處交互作用的持續(xù)時(shí)間。在此例中，根據(jù)關(guān)系N1＝T*RS，確定出的事件間隔T的持續(xù)時(shí)間被表示為數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目N1，其中T是以時(shí)間為單位表示的事件間隔，RS是SPR測量系統(tǒng)10的采樣率或數(shù)據(jù)采集率。在一個(gè)示例中，指定事件間隔具有約600秒的持續(xù)時(shí)間，采樣率或數(shù)據(jù)采集率Rs約為每三秒一個(gè)采樣。這導(dǎo)致了事件間隔T的持續(xù)時(shí)間N1為200數(shù)據(jù)點(diǎn)。但是，指定事件的事件間隔T或SPR傳感圖20中的指定事件會(huì)根據(jù)SPR測量系統(tǒng)10的配置，SPR換能器14的類型，緩沖劑B、被分析物A和配位體L的特性，緩沖劑B和被分析物A在溝道9中的流動(dòng)率，溝道9的配置，閥V被設(shè)置為將被分析物引向溝道9的流動(dòng)位置的選通間隔或者影響SPR傳感圖20的多種參數(shù)或因素中的任何一種而變化。
非線性濾波系統(tǒng)30中的濾波器長度F通常是按照數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目表示的。通常，表示為數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目的濾波器長度F被選擇為不超過2*N1，或者指定事件的持續(xù)時(shí)間N1的兩倍。在事件間隔T的持續(xù)時(shí)間N1是200數(shù)據(jù)點(diǎn)的示例中，濾波器長度F被選擇為小于401數(shù)據(jù)點(diǎn)。一般地，較長的濾波器長度比較短的濾波器長度提供對(duì)SPR傳感圖20的更大濾波。但是，選擇大于或等于2N1+1的濾波器長度F會(huì)導(dǎo)致減少或消除持續(xù)時(shí)間N1的事件間隔T以及長度或持續(xù)時(shí)間較短的噪聲成分NS、ND的濾波。因此，濾波器長度F被選擇為不超過指定事件的持續(xù)時(shí)間N1的兩倍，但長于邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND的長度或持續(xù)時(shí)間的兩倍。濾波器長度F的這一選擇提供了對(duì)SPR傳感圖20的邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND的充分濾波，也減少或消除了小于濾波器長度F的一半的隨機(jī)噪聲NR的組分或成分。當(dāng)非線性濾波器30被應(yīng)用到圖2的SPR傳感圖時(shí)，產(chǎn)生圖4的輸出信號(hào)40。輸出信號(hào)40是由把非線性濾波系統(tǒng)30應(yīng)用到SPR傳感圖20產(chǎn)生的處理過的SPR傳感圖。在輸出信號(hào)40中，來自邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND的尖峰被消除，并且SPR傳感圖20中的隨機(jī)噪聲NR的量被減少。根據(jù)邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND的長度或持續(xù)時(shí)間、隨機(jī)噪聲NR的組分和SPR傳感圖20內(nèi)的指定事件的持續(xù)時(shí)間，可在先前指示的選中的范圍內(nèi)調(diào)整濾波器長度F。
在一個(gè)示例中，在非線性濾波系統(tǒng)30的步驟36中，把具有選中的濾波器長度F的非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20包括把中值濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20。將濾波器長度F的中值濾波器應(yīng)用到包括表示為時(shí)間t(0)，t(1)...t(S-1)處采集或采樣的信號(hào)X＝{x(0)，x(1)...x(S-1)}的數(shù)據(jù)點(diǎn)的SPR傳感圖20，產(chǎn)生由信號(hào)Y表示的輸出信號(hào)40，其中信號(hào)Y中的每個(gè)值Y(i)被表示為Y(i)＝{x(i-N)，x(i-N+1)...，x(i-1)，x(i)，x(i+1)，...x(i+N-1)，x(i+N)}的中值，其中S是SPR傳感圖20中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目，其中i是數(shù)據(jù)點(diǎn)X(i)在信號(hào)X中的索引和產(chǎn)生的值Y(i)在信號(hào)Y中的索引，其中N是小于持續(xù)時(shí)間N1的整數(shù)。信號(hào)Y的值Y(i)對(duì)于i＜N和i＞S-N未定義。對(duì)于信號(hào)Y的這些未定義的值，SPR傳感圖20的數(shù)據(jù)點(diǎn)X(i)可在輸出信號(hào)40中保持不變，或者SPR傳感圖20的采樣點(diǎn)可被設(shè)置為輸出信號(hào)40中的常數(shù)。或者，較小的中值濾波器，即濾波器長度充分小于選中的濾波器長度F的中值濾波器，可被應(yīng)用到信號(hào)Y的未定義的部分i＜N或i＞S-N內(nèi)。
表示輸出信號(hào)40的信號(hào)Y的值Y(i)可通過比較，例如“≤”操作來獲得，以對(duì)SPR傳感圖20內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的連續(xù)集合排序。一旦被排序，數(shù)據(jù)點(diǎn)的中值就易被選擇，使得能夠用計(jì)算機(jī)程序、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)、ASIC(專用集成電路)或任何其他適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理器獲得值Y(i)。在非線性濾波系統(tǒng)30的一個(gè)示例應(yīng)用中，用運(yùn)行的中值濾波器，例如可在MatlabTM中得到的“medianl”，獲得信號(hào)Y的值Y(i)，以提供輸出信號(hào)40。
在非線性濾波系統(tǒng)30的其他實(shí)施例中，像步驟46中那樣把非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20包括把多種形態(tài)濾波器中的任何一種應(yīng)用到SPR傳感圖20中的數(shù)據(jù)點(diǎn)X(i)，以提供輸出信號(hào)40。形態(tài)濾波器(morphological filter)是本領(lǐng)域技術(shù)中已知的，并且被描述在參考文獻(xiàn)中，例如IEEE Press，ISBN 0-471-23441-9，pages 321-326中由Ronald L.Allen和Duncan W.Mills所著的“Signal AnalysisTime，F(xiàn)requency，Scaleand Structure(信號(hào)分析時(shí)間、頻率、比例和結(jié)構(gòu))”。
當(dāng)在步驟36中應(yīng)用形態(tài)濾波器時(shí)，在步驟34中同樣也根據(jù)步驟32中確定的指定事件的持續(xù)時(shí)間確定形態(tài)濾波器的濾波器長度F。應(yīng)用形態(tài)濾波器包括選擇被稱為構(gòu)成元素h(i)的離散函數(shù)，其中索引i在-N≤i≤N的范圍內(nèi)。構(gòu)成元素h(i)的值通常被指定為大于零，以提供對(duì)SPR傳感圖20的充分的非線性濾波。在一個(gè)示例中，構(gòu)成元素h(i)是根據(jù)關(guān)系對(duì)于-N≤i≤N，h(i)＝R而確定的，其中R是表示SPR傳感圖20的信號(hào)X中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的值的范圍，表示為R＝(信號(hào)X的最大值-信號(hào)X的最小值)。在另一個(gè)示例中，構(gòu)成元素h(i)是三角形的，根據(jù)關(guān)系對(duì)于-N≤i≤N，h(i)＝R*(1-abs(i)/N)而確定。在另一個(gè)示例中，構(gòu)成元素h(i)是半圓形的，根據(jù)關(guān)系對(duì)于-N≤i≤N，h(i)＝Rcos(π*i/N)而確定。
把形態(tài)濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20還包括對(duì)指定信號(hào)s(i)，其中0≤i＜P，以及構(gòu)成元素h(i)，其中-N≤i≤N，定義ERODE(腐蝕)程序ERODE(s，h)和DILATE(膨脹)程序DILATE(s，h)。ERODE程序和DILATE程序通常實(shí)現(xiàn)為以C、JAVA、MatlabTM或其他適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語言或程序?qū)懗傻暮瘮?shù)、子程序、程序或方法。
對(duì)于N≤i＜P-N，ERODE(s，h)的輸出E被指定為E(i)＝min{s(i-N)-h(-N)，s(i-N+1)-h(-N+1)，...，s(i)-h(0)，...，s(i+N-1)-h(N-1)，s(i+N)-h(N)}。對(duì)于N≤i＜P-N，DILATE(s，h)的輸出D被指定為D(i)＝max{s(i-N)+h(-N)，s(i-N+1)+h(-N+1)，...，s(i)+h(0)，...，s(i+N-1)+h(N-1)，s(i+N)+h(N)}。對(duì)于0≤i＜N或P-N≤i＜P，DILATE(s，h)的輸出D和ERODE(s，h)的輸出E未定義。
在步驟46中形態(tài)濾波器對(duì)SPR傳感圖20的應(yīng)用中，OPEN(開啟)程序OPEN(s，h)和CLOSE(關(guān)閉)程序CLOSE(s，h)也被定義。OPEN程序和CLOSE程序通常被實(shí)現(xiàn)為以C、JAVA、MATLAB或其他適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語言或程序?qū)懗傻暮瘮?shù)、子程序、程序或方法。為了計(jì)算OPEN程序OPEN(s，h)的輸出O，ERODE(s，h)的輸出E和DILATE(E，h)的輸出D被計(jì)算。然后，輸出D被分配給OPEN程序OPEN(s，h)的輸出O。為了計(jì)算CLOSE程序CLOSE(s，h)的輸出C，OPEN程序OPEN(-s，-h)的輸出O被計(jì)算。然后，CLOSE程序CLOSE(s，h)的輸出C被設(shè)置為輸出-O。
為了確定通過把構(gòu)成元素h(i)應(yīng)用到信號(hào)s(i)獲得的形態(tài)濾波后的信號(hào)MORPH(s，h)的輸出M，OPEN程序OPEN(s，h)的輸出O和CLOSE程序CLOSE(O，h)的輸出C被計(jì)算。然后形態(tài)濾波后的信號(hào)MORPH(s，h)的輸出M被設(shè)置為輸出C，從而建立M。
把形態(tài)濾波器應(yīng)用到表示SPR傳感圖20的信號(hào)X以產(chǎn)生輸出信號(hào)40包括確定形態(tài)濾波后的信號(hào)MORPH(X，h)的輸出M。然后信號(hào)Y被設(shè)置為M。
由于DILATE(s，h)的輸出D和ERODE(s，h)的輸出E對(duì)于0≤i＜N或P-N≤i＜P未定義，因此存在信號(hào)Y的未定義的值Y(i)。對(duì)于信號(hào)Y的這些未定義的值，SPR傳感圖20的數(shù)據(jù)點(diǎn)X(i)可在輸出信號(hào)40中保持不變，或者SPR傳感圖20的采樣點(diǎn)可被設(shè)置為輸出信號(hào)40中的常數(shù)?；蛘撸^小的形態(tài)濾波器，即濾波器長度充分小于選中的濾波器長度F的形態(tài)濾波器，可被應(yīng)用在信號(hào)Y的未定義的部分內(nèi)。
在非線性濾波系統(tǒng)30的其他實(shí)施例中，把非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖20包括把任何適當(dāng)?shù)母鶕?jù)SPR傳感圖20內(nèi)的事件的持續(xù)時(shí)間對(duì)SPR傳感圖20進(jìn)行非線性濾波的函數(shù)應(yīng)用到SPR傳感圖20的數(shù)據(jù)點(diǎn)X(i)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性濾波系統(tǒng)30根據(jù)SPR傳感圖20提供輸出信號(hào)40，其中邊遠(yuǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)ND和隨機(jī)噪聲NR被消除或充分減少。輸出信號(hào)40是處理后的SPR傳感圖，它精確表明了SPR換能器14的換能界面17處的生化過程或條件，使得即使具有弱交互作用的配位體和被分析物的結(jié)合動(dòng)力學(xué)也能被精確確定。非線性濾波系統(tǒng)30易于在軟件或硬件中或者用SPR測量系統(tǒng)10內(nèi)部或外部的計(jì)算機(jī)或其他處理器實(shí)現(xiàn)。非線性濾波系統(tǒng)30可被儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
雖然本發(fā)明的實(shí)施例已被詳細(xì)說明，但是應(yīng)該顯而易見的是，在不脫離所附權(quán)利要求書闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到對(duì)這些實(shí)施例的修改和修正。
權(quán)利要求
1.一種非線性濾波系統(tǒng)，包括確定SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間；根據(jù)確定出的所述SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度；和把具有選中的濾波器長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖以建立輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中所述濾波器長度被選擇為不超過所述指定事件的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
3.如權(quán)利要求1所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中所述濾波器長度被選擇為大于所述SPR傳感圖內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)切換瞬態(tài)的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
4.如權(quán)利要求2所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中所述濾波器長度被選擇為大于所述SPR傳感圖內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)切換瞬態(tài)的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
5.如權(quán)利要求1所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
6.如權(quán)利要求2所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
7.如權(quán)利要求3所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
8.如權(quán)利要求1所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把形態(tài)濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
9.如權(quán)利要求2所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把形態(tài)濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
10.如權(quán)利要求3所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把形態(tài)濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
11.一種非線性濾波系統(tǒng)，包括處理器，該處理器接收SPR傳感圖，確定所述SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)確定出的所述SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度，以及把具有選中的濾波器長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖以建立輸出信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中所述濾波器長度被選擇為不超過所述指定事件的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
13.如權(quán)利要求11所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中所述濾波器長度被選擇為大于所述SPR傳感圖內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)切換瞬態(tài)的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
14.如權(quán)利要求11所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
15.如權(quán)利要求11所述的非線性濾波系統(tǒng)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把形態(tài)濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
16.一種包括用于處理SPR傳感圖的非線性濾波的可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括代碼，其用于確定所述SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)確定出的所述SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度，以及把具有選中的濾波器長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖以建立輸出信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述濾波器長度被選擇為不超過所述指定事件的持續(xù)時(shí)間的兩倍。
18.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
19.如權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把中值濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖。
19.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中把具有選中的長度的非線性濾波器應(yīng)用到所述SPR傳感圖包括把形態(tài)濾波器到所述SPR傳感圖。
全文摘要
一種非線性濾波系統(tǒng)確定SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)確定出的SPR傳感圖中指定事件的持續(xù)時(shí)間選擇濾波器長度，并且把具有選中的濾波器長度的非線性濾波器應(yīng)用到SPR傳感圖以建立輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)G01N21/27GK1763506SQ20051011453
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者李·A·巴福德, 格雷戈里·D·宛韋格琳 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司