JP2015049136A - ピーク抽出方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
a) 該測定波形を2次微分して2次微分波形を取得する2次微分波形取得ステップと、
b) 前記2次微分波形の極大値及び/又は極小値に基づいて前記測定波形上のピークを抽出して仮ピークとする仮ピーク抽出ステップと、
c) 前記真のピークに対して予め設定されたモデルピーク関数の理論式に基づいて前記仮ピークのピーク幅を決定するピーク幅決定ステップと、
d) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて、前記ピーク幅の両端に対応する前記測定波形上又は前記2次微分波形上の2点を用いて前記仮ピークの高さの理論値を計算するピーク高さ理論値計算ステップと、
e) 前記測定波形上のノイズのばらつきの指標値を前記2次微分波形から計算するノイズ指標値計算ステップと、
f) 前記仮ピーク高さの理論値と前記指標値の比であるS/N比を計算し、該S/N比の値が予め設定された値以上である仮ピークを真のピークとして抽出するピーク抽出ステップと、
を有することを特徴とする。
また、前記二次微分波形上でピーク幅の範囲内でモデルピーク関数を二次微分した関数をフィッティングすることによりモデルピーク関数の係数を設定し、それを元にモデルピークの高さの理論値を計算するようにしてもよい。
まず、測定波形を2次微分して得た2次微分波形の極大値/極小値に基づいて仮ピークのピークトップの位置と高さH(実測値)を特定する。続いて、そのピークトップの両側に位置する変曲点の位置をピーク幅の両端に対応する2点とする。そして、それら2点の高さとピークトップの高さの差(H-h)を計算する。ガウス関数の理論式によれば、変曲点の高さはピーク高さのexp(-0.5)倍であるため、ピーク高さの理論値H0を以下の式(1)により計算することができる。
H0=(H-h)/(1-exp(-0.5)) …(1)
ノイズの標準偏差を計算する方法としては、従来用いられている種々の方法を用いることができる。例えば、二次微分波形のMedian Absolute Deviation (MAD)の1.4826倍を標準偏差とする方法や、二次微分波形の絶対値のMedianの1.4826倍をノイズの標準偏差とする方法等を用いることができる。
a) 該測定波形を2次微分して2次微分波形を取得する2次微分波形取得部、
b) 前記2次微分波形の極大値及び/又は極小値に基づいて前記測定波形上のピークを抽出して仮ピークに設定する仮ピーク抽出部、
c) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて前記仮ピークのピーク幅を決定するピーク幅決定部、
d) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて、前記ピーク幅の両端に対応する前記測定波形上又は前記2次微分波形上の2点を用いて前記仮ピークの高さの理論値を計算するピーク高さ理論値計算部、
e) 前記測定波形上のノイズのばらつきの指標値を前記2次微分波形から計算するノイズ指標値計算部、
f) 前記仮ピーク高さの理論値と前記指標値の比であるS/N比を計算し、該S/N比の値が前記閾値以上である仮ピークを真のピークとして抽出するピーク抽出部、
として動作させることを特徴とする。
H0=(H-h)/(1-exp(-0.5)) …(1)
上記実施例では、ピーク抽出装置と、クロマトグラフ装置を別体としたが、ピーク抽出プログラムをクロマトグラフ装置にインストールして実行することもできる。
また、入力部14を通じたユーザの操作に基づいて閾値情報19を設定あるいは変更するようにしてもよい。
上記実施例では、複数の仮ピークから真のピークを抽出する場合を例に挙げて説明したが、その他、例えば、測定波形上にある1つのピークが真のピークであるか否かを判定する場合にも本実施例の方法を用いることができる。この場合には、仮ピークの設定(ステップS2)や全仮ピークに対する処理が完了した否かの判定(ステップS9)を行う必要はない。
上記実施例では、仮ピークのピーク幅に対応する位置の高さhと、仮ピークのピーク高さHの実測値の差から、仮ピークのピーク高さの理論値を計算したが、クロマトグラムあるいはその2次微分波形上でピーク幅に対応する2点を決定し、その範囲内でモデルピーク関数をフィッティングすることによってピーク高さの理論値を求めるようにしてもよい。具体的には、クロマトグラム上で仮ピークのピーク幅に対応する2点を用い、該2点を通るようにモデルピーク関数の係数を設定したり、あるいは、ピーク幅の両端に対応する2次微分波形上の2点を用い、2次微分波形上で該2点を通るようにモデルピーク関数の2次微分関数の係数を設定することによって、ピーク高さの理論値を求めることができる。
11…CPU
12…メモリ
13…表示部
14…入力部
15…記憶部
16…外部記憶媒体読取部
17…ピーク抽出プログラム
171…2次微分波形取得部
172…仮ピーク抽出部
173…ピーク幅決定部
174…ピーク高さ理論値計算部
175…ノイズ指標値計算部
176…ピーク抽出部
18…モデルピーク関数情報
19…閾値情報
Claims (6)
- クロマトグラフィや分光分析により取得した測定波形から真のピークを抽出するピーク抽出方法であって、
a) 該測定波形を2次微分して2次微分波形を取得する2次微分波形取得ステップと、
b) 前記2次微分波形の極大値及び/又は極小値に基づいて前記測定波形上のピークを抽出して仮ピークとする仮ピーク抽出ステップと、
c) 前記真のピークに対して予め設定されたモデルピーク関数の理論式に基づいて前記仮ピークのピーク幅を決定するピーク幅決定ステップと、
d) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて、前記ピーク幅の両端に対応する前記測定波形上又は前記2次微分波形上の2点を用いて前記仮ピークの高さの理論値を計算するピーク高さ理論値計算ステップと、
e) 前記測定波形上のノイズのばらつきの指標値を前記2次微分波形から計算するノイズ指標値計算ステップと、
f) 前記仮ピーク高さの理論値と前記指標値の比であるS/N比を計算し、該S/N比の値が予め設定された値以上である仮ピークを真のピークとして抽出するピーク抽出ステップと、
を有することを特徴とするピーク抽出方法。 - 前記ピーク幅決定ステップにおいて、前記2次微分波形において極小値又は極大値が現れる位置を挟んで両側に位置する2つの0クロス点、あるいは、前記2次微分波形において極小値又は極大値が現れる位置を挟んで両側に存在する極大値又は極小値に対応する2点に基づいて前記仮ピークのピーク幅を決定することを特徴とする、請求項1に記載のピーク抽出方法。
- 前記ピーク高さ理論値計算ステップにおいて、前記測定波形上で、前記仮ピークのピーク幅に対応する位置の高さと、前記仮ピークのピーク高さの実測値の差を用いて前記仮ピークのピーク高さの理論値を計算することを特徴とする請求項1又は2に記載のピーク抽出方法。
- 前記ピーク高さ理論値計算ステップにおいて、前記2次微分波形上で、前記仮ピークのピーク幅に対応する範囲内でモデルピーク関数をフィッティングすることによって前記仮ピークのピーク高さの理論値を計算することを特徴とする請求項1又は2に記載のピーク抽出方法。
- 前記ノイズ指標値計算ステップにおいて、前記二次微分波形のMedian Absolute Deviation又は前記二次微分波形の絶対値のMedianを計算することにより、ノイズのばらつきの指標値を計算することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のピーク抽出方法。
- クロマトグラフィや分光分析により取得した測定波形から真のピークを抽出する処理をコンピュータに実行させるピーク抽出プログラムであって、前記真のピークに対して設定されるモデルピーク関数の理論式を含むモデルピーク関数情報及び後記S/N比に関する閾値の情報が保存された記憶部にアクセス可能なコンピュータを、
a) 該測定波形を2次微分して2次微分波形を取得する2次微分波形取得部、
b) 前記2次微分波形の極大値及び/又は極小値に基づいて前記測定波形上のピークを抽出して仮ピークに設定する仮ピーク抽出部、
c) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて前記仮ピークのピーク幅を決定するピーク幅決定部、
d) 前記モデルピーク関数の理論式に基づいて、前記ピーク幅の両端に対応する前記測定波形上又は前記2次微分波形上の2点を用いて前記仮ピークの高さの理論値を計算するピーク高さ理論値計算部、
e) 前記測定波形上のノイズのばらつきの指標値を前記2次微分波形から計算するノイズ指標値計算部、
f) 前記仮ピーク高さの理論値と前記指標値の比であるS/N比を計算し、該S/N比の値が前記閾値以上である仮ピークを目的ピークとして抽出するピーク抽出部、
として動作させることを特徴とするピーク抽出プログラム。
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