校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法及裝置、目標(biāo)成分校準(zhǔn)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及創(chuàng)建用于從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含 量的校準(zhǔn)曲線的技術(shù)以及求出關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，本申請(qǐng)的發(fā)明人為了創(chuàng)建目標(biāo)成分的校準(zhǔn)曲線以及使用校準(zhǔn)曲線進(jìn)行目標(biāo) 成分的校準(zhǔn)，已經(jīng)提出了使用獨(dú)立成分分析的方案。例如，在專利文獻(xiàn)1中，在創(chuàng)建校準(zhǔn)曲 線時(shí)，對(duì)成分已知的多個(gè)樣品的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立成分分析，根據(jù)求出的獨(dú)立成分的混合 比例例和目標(biāo)成分的已知成分量的關(guān)系，來(lái)決定單回歸的校準(zhǔn)曲線。然后，在進(jìn)行目標(biāo)成分 的校準(zhǔn)時(shí)，使用創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線時(shí)求出的獨(dú)立成分和校準(zhǔn)曲線，對(duì)關(guān)于成分量未知的對(duì)象樣 品的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)成分的校準(zhǔn)。另外，在這些校準(zhǔn)曲線的創(chuàng)建和目標(biāo)成分的校準(zhǔn)中，通 過(guò)進(jìn)行作為觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理的零空間投影法，降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)的影響， 從而提高校準(zhǔn)精度。
[0003] 在上述的專利文獻(xiàn)1的零空間投影法中，作為表示波動(dòng)的波長(zhǎng)依賴性的函數(shù)，使 用了指數(shù)g為整數(shù)的取冪λ g。但是，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的處理中并不充分，在指 數(shù)為整數(shù)的取冪函數(shù)中有時(shí)產(chǎn)生無(wú)法充分地除去的波動(dòng)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2013-160574號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題的至少一部分而做出，能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而 實(shí)現(xiàn)。
[0008] (1)根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種創(chuàng)建用于從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出關(guān)于 所述被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的校準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法。該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法包 括：求出含有各樣品的獨(dú)立成分的獨(dú)立成分矩陣的步驟，在該步驟中，包括依次執(zhí)行包含觀 測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理、包含白化的第二預(yù)處理以及獨(dú)立成分分析處理，從而求出 獨(dú)立成分矩陣的步驟。另外，在第一預(yù)處理中，由零空間投影法的處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。另 外，在零空間投影法中，作為表示依賴于觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N的序數(shù)λ (λ為1至N的整 數(shù)）的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取冪函數(shù)，而使用λ的值在1至Ν的 范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)。
[0009] 根據(jù)該方法，在零空間投影法中，由于不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取冪函數(shù)，而使 用在λ的值為1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，因而能夠比以往 降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中包含的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影響，可以提高校準(zhǔn)精度。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施方式中，校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法包括：(a)計(jì)算機(jī)取得關(guān)于所述被檢測(cè)體 的多個(gè)樣品的所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的步驟；(b)所述計(jì)算機(jī)取得關(guān)于各所述樣品的所述目標(biāo)成分 的含量的步驟；（C)所述計(jì)算機(jī)估計(jì)在將每個(gè)所述樣品的觀測(cè)數(shù)據(jù)分離成多個(gè)獨(dú)立成分時(shí) 的多個(gè)獨(dú)立成分，并根據(jù)所述多個(gè)獨(dú)立成分，對(duì)每個(gè)所述樣品求出與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的 混合系數(shù)的步驟；以及（d)所述計(jì)算機(jī)根據(jù)多個(gè)所述樣品的所述目標(biāo)成分的含量和每個(gè)所 述樣品的所述混合系數(shù)，求出所述校準(zhǔn)曲線的回歸公式的步驟。所述（C)的步驟包括：（i) 所述計(jì)算機(jī)求出含有各所述樣品的所述獨(dú)立成分的獨(dú)立成分矩陣的步驟；（ii)所述計(jì)算 機(jī)從所述獨(dú)立成分矩陣求出估計(jì)混合矩陣的步驟，所述估計(jì)混合矩陣表示規(guī)定各所述樣品 中的每個(gè)所述獨(dú)立成分的獨(dú)立成分元素的比例的向量的集合；以及（iii)所述計(jì)算機(jī)求出 所述估計(jì)混合矩陣中包含的每個(gè)所述向量與多個(gè)所述樣品的所述目標(biāo)成分的含量的相關(guān) 性，選擇被判斷為所述相關(guān)性最高的所述向量，來(lái)作為與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的混合系數(shù)的 步驟。在所述步驟（i)中，所述計(jì)算機(jī)依次執(zhí)行：包括所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處 理、包括白化的第二預(yù)處理和獨(dú)立成分分析處理，從而求出所述獨(dú)立成分矩陣，所述計(jì)算機(jī) 在所述第一預(yù)處理中，在零空間投影法的處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，在所述零空間投影法中，作 為表示依賴于所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N的序數(shù)λ的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整 數(shù)的所述λ的取冪函數(shù)，而使用所述λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨著所述λ的增加而單調(diào) 地增加的單變量函數(shù)，其中，所述λ為1至Ν的整數(shù)。
[0011] 根據(jù)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法，對(duì)被檢測(cè)體的多個(gè)樣品根據(jù)從各樣品已取得的觀測(cè)數(shù) 據(jù)和目標(biāo)成分的含量而創(chuàng)建用于從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出被檢測(cè)體中含有的目標(biāo)成分 量的校準(zhǔn)曲線。因此，如果使用該校準(zhǔn)曲線，即使被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)為一個(gè)，也能夠高精 度地求出目標(biāo)成分的含量。因此，如果通過(guò)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法而預(yù)先創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線，則在 進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，只對(duì)被檢測(cè)體取得一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)就可解決。其結(jié)果，能夠根據(jù)作為實(shí)測(cè)值的一 個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)高精度地求出目標(biāo)成分量。另外，求出估計(jì)混合矩陣，并在估計(jì)混合矩陣中選出 與樣品目標(biāo)成分的含量的相關(guān)強(qiáng)的向量，因此能夠得到估計(jì)精度高的混合系數(shù)。并且，在第 一預(yù)處理中進(jìn)行零空間投影法處理，因而能夠降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影 響而提高校準(zhǔn)精度。
[0012] (2)根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種創(chuàng)建用于從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出關(guān)于 所述被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的校準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置。該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置包 括求出含有各樣品的獨(dú)立成分的獨(dú)立成分矩陣的獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部。該獨(dú)立成分矩陣計(jì) 算部依次執(zhí)行包括觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理、包括白化的第二預(yù)處理以及獨(dú)立成分 分析處理而求出獨(dú)立成分矩陣。另外，在第一預(yù)處理中，在零空間投影法處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 化。并且，在零空間投影法中，作為表示依賴于觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度Ν的序數(shù)λ (λ為1至 Ν的整數(shù)）的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取冪函數(shù)，而使用在λ的值為 1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)。
[0013] 根據(jù)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置，在零空間投影法中，由于不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取 冪函數(shù)，而使用在λ的值為1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，因而 能夠比以往降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中包含的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影響，可以提高校準(zhǔn)精度。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置包括：樣品觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部，取得關(guān)于所述 被檢測(cè)體的多個(gè)樣品的所述觀測(cè)數(shù)據(jù)；樣品目標(biāo)成分量取得部，取得關(guān)于各所述樣品的所 述目標(biāo)成分的含量；混合系數(shù)估計(jì)部，估計(jì)在將每個(gè)所述樣品的觀測(cè)數(shù)據(jù)分離成多個(gè)獨(dú)立 成分時(shí)的多個(gè)獨(dú)立成分，并根據(jù)所述多個(gè)獨(dú)立成分，對(duì)每個(gè)所述樣品求出與所述目標(biāo)成分 對(duì)應(yīng)的混合系數(shù)；以及回歸公式計(jì)算部，根據(jù)多個(gè)所述樣品的所述目標(biāo)成分的含量和每個(gè) 所述樣品的所述混合系數(shù)，求出所述校準(zhǔn)曲線的回歸公式。所述混合系數(shù)估計(jì)部包括：獨(dú)立 成分矩陣計(jì)算部，求出包含各所述樣品的所述各獨(dú)立成分的獨(dú)立成分矩陣；估計(jì)混合矩陣 計(jì)算部，從所述獨(dú)立成分矩陣中，求出估計(jì)混合矩陣，所述估計(jì)混合矩陣表示規(guī)定各所述樣 品中的每個(gè)所述獨(dú)立成分的獨(dú)立成分元素的比例的向量的集合；以及混合系數(shù)選擇部，對(duì) 于在所述估計(jì)混合矩陣中所包含的每個(gè)所述向量，求出與多個(gè)所述樣品的所述目標(biāo)成分的 含量相對(duì)的相關(guān)性，并選擇被判斷為所述相關(guān)性最高的所述向量，來(lái)作為與所述目標(biāo)成分 對(duì)應(yīng)的混合系數(shù)。所述獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部依次執(zhí)行：包括所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一 預(yù)處理、包括白化的第二預(yù)處理以及獨(dú)立成分分析處理，從而求出所述獨(dú)立成分矩陣，所述 獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部在所述第一預(yù)處理中，在零空間投影法的處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，在所 述零空間投影法中，作為表示依賴于所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N的序數(shù)λ的波動(dòng)的單變量 函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的所述λ的取冪函數(shù)，而使用所述λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨所 述λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，其中，所述λ為1至Ν的整數(shù)。
[0015] 根據(jù)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置，對(duì)被檢測(cè)體的多個(gè)樣品根據(jù)從各樣品已取得的觀測(cè)數(shù) 據(jù)和目標(biāo)成分的含量而創(chuàng)建用于從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出被檢測(cè)體中所含有的目標(biāo)成 分量的校準(zhǔn)曲線。因此，如果使用該校準(zhǔn)曲線，即使被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)為一個(gè)，也能夠高 精度地求出目標(biāo)成分的含量。因此，如果通過(guò)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法而預(yù)先創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線，則 在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，只要對(duì)被檢測(cè)體取得一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)就可解決。其結(jié)果，能夠由作為實(shí)測(cè)值的 一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)高精度地求出目標(biāo)成分量。另外，求出估計(jì)混合矩陣，并在估計(jì)混合矩陣中選 出與樣品目標(biāo)成分的含量的相關(guān)強(qiáng)的向量，因此能夠得到估計(jì)精度高的混合系數(shù)。并且，在 第一預(yù)處理中進(jìn)行零空間投影法處理，因而能夠降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)所帶來(lái)的 影響而提高校準(zhǔn)精度。
[0016] (3)根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供一種求出關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的目 標(biāo)成分校準(zhǔn)方法。在該目標(biāo)成分校準(zhǔn)方法中，包括根據(jù)關(guān)于被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)用 數(shù)據(jù)而求出相對(duì)于關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的混合系數(shù)的步驟，在該步驟中，依次執(zhí)行包 括觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理和包括白化的第二預(yù)處理，在第一預(yù)處理中，在零空間 投影法處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。另外，在零空間投影法中，作為表示依賴于觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng) 度Ν的序數(shù)λ ( λ為1至Ν的整數(shù)）的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取冪 函數(shù)，而使用λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)。
[0017] 根據(jù)該目標(biāo)成分校準(zhǔn)方法，在零空間投影法中，由于不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取 冪函數(shù)，而使用λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，因而能 夠比以往降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影響，可以提高校準(zhǔn)精度。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方式中，目標(biāo)成分校準(zhǔn)方法包括：(a)計(jì)算機(jī)取得關(guān)于所述被檢測(cè)體 的觀測(cè)數(shù)據(jù)的步驟；(b)所述計(jì)算機(jī)取得至少包括與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的獨(dú)立成分的校準(zhǔn) 用數(shù)據(jù)的步驟；（c)所述計(jì)算機(jī)根據(jù)關(guān)于所述被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)和所述校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)而求 出針對(duì)關(guān)于所述被檢測(cè)體的所述目標(biāo)成分的混合系數(shù)的步驟；以及（d)所述計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù) 先準(zhǔn)備的、表示與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的混合系數(shù)與含量的關(guān)系的回歸公式的常數(shù)和通過(guò)所 述步驟（c)已求出的混合系數(shù)而算出所述目標(biāo)成分的含量的步驟。在所述步驟（c)中，所 述計(jì)算機(jī)依次執(zhí)行：包括所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理和包括白化的第二預(yù)處理， 所述計(jì)算機(jī)在所述第一預(yù)處理中，在零空間投影法的處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。在所述零空間 投影法中，作為表示依賴于所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N的序數(shù)λ的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不 使用指數(shù)為整數(shù)的所述λ的取冪函數(shù)，而使用所述λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨所述λ的 增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，其中，所述λ為1至Ν的整數(shù)。
[0019] 根據(jù)該目標(biāo)成分校準(zhǔn)方法，即使僅對(duì)被檢測(cè)體取得一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，也能夠高精度 地求出關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量。另外，由于在第一預(yù)處理中進(jìn)行零空間投影法處 理，因而能夠降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影響而提高校準(zhǔn)精度。
[0020] (4)根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供一種求出關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的目 標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置。該目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置包括求出相對(duì)于關(guān)于被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的混合系 數(shù)的混合系數(shù)計(jì)算部。該混合系數(shù)計(jì)算部依次執(zhí)行包括觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理和 包括白化的第二預(yù)處理，同時(shí)在第一預(yù)處理中，在零空間投影法處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。另 外，在零空間投影法中，作為表示依賴于觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度Ν的序數(shù)λ (λ為1至Ν的整 數(shù)）的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取冪函數(shù)，而使用λ的值在1至Ν的 范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)。
[0021] 根據(jù)該目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置，在零空間投影法中，由于不使用指數(shù)為整數(shù)的λ的取 冪函數(shù)，而使用λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨λ的增加而單調(diào)地增加的單變量函數(shù)，因而能 夠比以前降低觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有的基線波動(dòng)所帶來(lái)的影響，可以提高校準(zhǔn)精度。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方式中，目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置包括：被檢測(cè)體觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部，取得關(guān)于 所述被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)；校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)取得部，取得至少包含與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的獨(dú)立 成分的校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)；混合系數(shù)計(jì)算部，根據(jù)關(guān)于所述被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)和所述校準(zhǔn)用數(shù) 據(jù)，求出針對(duì)關(guān)于所述被檢測(cè)體的所述目標(biāo)成分的混合系數(shù)；以及目標(biāo)成分量計(jì)算部，根據(jù) 預(yù)先準(zhǔn)備的、表示與所述目標(biāo)成分對(duì)應(yīng)的混合系數(shù)和含量的關(guān)系的回歸公式的常數(shù)和由所 述混合系數(shù)計(jì)算部求出的混合系數(shù)，計(jì)算所述目標(biāo)成分的含量，所述混合系數(shù)計(jì)算部依次 執(zhí)行包括所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的第一預(yù)處理和包括白化的第二預(yù)處理，并在所述第一預(yù) 處理中，在零空間投影法的處理之后執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，在所述零空間投影法中，作為表示依賴于 所述觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度Ν的序數(shù)λ的波動(dòng)的單變量函數(shù)，不使用指數(shù)為整數(shù)的所述λ 的取冪函數(shù)，而使用所述λ的值在1至Ν的范圍內(nèi)隨所述λ的增加而單調(diào)地