JPS61111425A - スペクトルパタ−ンの一致度判定法 - Google Patents
スペクトルパタ−ンの一致度判定法Info
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- JPS61111425A JPS61111425A JP23268784A JP23268784A JPS61111425A JP S61111425 A JPS61111425 A JP S61111425A JP 23268784 A JP23268784 A JP 23268784A JP 23268784 A JP23268784 A JP 23268784A JP S61111425 A JPS61111425 A JP S61111425A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
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- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 15
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 11
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 5
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
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- -1 as shown in FIG. 1B Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
@)産業上の利用分野
この発明線、高速液体クロマトグラフによる分析におい
てそれぞれの溶出成分の吸収スペクトルのパターンよυ
同定するスペクトルパターンの一致度判定法に関し、と
くにその数値による評価法に関する。
てそれぞれの溶出成分の吸収スペクトルのパターンよυ
同定するスペクトルパターンの一致度判定法に関し、と
くにその数値による評価法に関する。
(ロ)従来技術
高速液体クロマトグラフによる分析において、検出器と
してラビッドスキャニング製の分光光度計検出器(たと
えばフォトダイオードアレイ検出器など)を用い、それ
ぞれの溶出成分の吸収スペクトルを測定する場合、ある
溶出成分が目的としているものか否かを判定するために
、標準試料の吸収スペクトルと溶出成分の吸収スペクト
ルとがそのパターンにおいて一致しているかどうかを調
べる必要がある。
してラビッドスキャニング製の分光光度計検出器(たと
えばフォトダイオードアレイ検出器など)を用い、それ
ぞれの溶出成分の吸収スペクトルを測定する場合、ある
溶出成分が目的としているものか否かを判定するために
、標準試料の吸収スペクトルと溶出成分の吸収スペクト
ルとがそのパターンにおいて一致しているかどうかを調
べる必要がある。
従来スペクトルパターンの一致度判定法としては、ある
波長において2つのスペクトルの高さが一致するように
ノーマライズして2つのスペクトルのパターンを比較し
たシ、2つのスペクトルの比を求めたりすることがよく
おこなわれている。
波長において2つのスペクトルの高さが一致するように
ノーマライズして2つのスペクトルのパターンを比較し
たシ、2つのスペクトルの比を求めたりすることがよく
おこなわれている。
との場合、2つのスペクトルが完全に一致していれば良
いが、測定誤差によって一般には若干の差異があるのが
普通である。このスペクトルパターンの若干の差異をど
のように評価するかは成分の信頼性にとって最も重要な
要因となる。
いが、測定誤差によって一般には若干の差異があるのが
普通である。このスペクトルパターンの若干の差異をど
のように評価するかは成分の信頼性にとって最も重要な
要因となる。
しかしながら、スペクトルのパターン自体を直接比較す
る方法では、どのくらいの信頼性をもって一致している
かを明確に把握できず、したがりて客観的に評価できな
いため確実な同定は望めなかった。
る方法では、どのくらいの信頼性をもって一致している
かを明確に把握できず、したがりて客観的に評価できな
いため確実な同定は望めなかった。
(ハ) 目 的
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、2つの
スペクトルパターンの一致している度合を数量的に表わ
すことによシ、どのくらいの信頼性をもって一致してい
るかを明確に表現できかつ客観的に評価できるスペクト
ルパターンの一致度判定法を提供しようとするものであ
る。
スペクトルパターンの一致している度合を数量的に表わ
すことによシ、どのくらいの信頼性をもって一致してい
るかを明確に表現できかつ客観的に評価できるスペクト
ルパターンの一致度判定法を提供しようとするものであ
る。
に)構 取
そしてこの発明の構成は、2つのスペクトルの複数の設
定された波長における相対強度を要素とするそれぞれの
スペクトルに対応するそれぞれのベクトルに挾まれる角
の余弦の値により、2つのスペクトルパターンの一致度
を判定するスペクトルパターンの一致度判定法である。
定された波長における相対強度を要素とするそれぞれの
スペクトルに対応するそれぞれのベクトルに挾まれる角
の余弦の値により、2つのスペクトルパターンの一致度
を判定するスペクトルパターンの一致度判定法である。
1 すなわち、2つの吸収スペクトルa、bがある
とし、そのデータとしてn個の波長におけるn個の吸光
度を考える。ここで吸収スペクトルa、bの任意の波長
におけるそれぞれの吸光度を次の様に表わす。
とし、そのデータとしてn個の波長におけるn個の吸光
度を考える。ここで吸収スペクトルa、bの任意の波長
におけるそれぞれの吸光度を次の様に表わす。
Aa(λi)・・・・・・・・・・・・・・・(1−1
)Ab(λi)−・・・・・・・・・・・−・・(1−
2)ただしi = 1〜n つぎに、吸光スペクトルa、bについてのベクトルを、
n個の吸光度を要素とするベクトルと考えると、 Aa= (Aa (λ’ ) + Aa (λ2) +
−−−Aa (λi)−・・・・・・・・・Aa(λ
n) )・・・・・・・・・(1−3)Ab=(Ab(
λx)、Aa(λ” ) + ・=−−Aa (λi)
−・・・・−・・−= Aa (λn)〕・・・・・・
・・・(1−4)となる。
)Ab(λi)−・・・・・・・・・・・−・・(1−
2)ただしi = 1〜n つぎに、吸光スペクトルa、bについてのベクトルを、
n個の吸光度を要素とするベクトルと考えると、 Aa= (Aa (λ’ ) + Aa (λ2) +
−−−Aa (λi)−・・・・・・・・・Aa(λ
n) )・・・・・・・・・(1−3)Ab=(Ab(
λx)、Aa(λ” ) + ・=−−Aa (λi)
−・・・・−・・−= Aa (λn)〕・・・・・・
・・・(1−4)となる。
このとき、もし2つの吸収スペクトルa、bが全く同じ
試料から得られたものであれば、それぞれのベクトルA
a 、 Abの要素間の比は等しいものであるから、そ
れぞれのベクトルAa 、 Ab は全く同じ方向に
向いていると言える。すなわちとなる。
試料から得られたものであれば、それぞれのベクトルA
a 、 Abの要素間の比は等しいものであるから、そ
れぞれのベクトルAa 、 Ab は全く同じ方向に
向いていると言える。すなわちとなる。
一般的にスペクトルデータからこの様にして得られるベ
クトルの方向は被測定物質の種類によって一定である。
クトルの方向は被測定物質の種類によって一定である。
すなわち異なる物質であれば2つのベクトルは異なった
方向を向くことになシ、この方向の差異がすなわちスペ
クトルパターンの差異であると考えることができる。2
つのベクトルの向いている方向の差異を定量化するため
に、 2つのベクトルのなす角θの余弦を求めると、と
なる。((1−6)式の分子はベクトルAaとベクトル
Abの内積9分母はベクトルAaの長さにベクトルAb
の長さをかけたものである0)簡単のために2次元のベ
クトルすなわちn=2の場合を考える。
方向を向くことになシ、この方向の差異がすなわちスペ
クトルパターンの差異であると考えることができる。2
つのベクトルの向いている方向の差異を定量化するため
に、 2つのベクトルのなす角θの余弦を求めると、と
なる。((1−6)式の分子はベクトルAaとベクトル
Abの内積9分母はベクトルAaの長さにベクトルAb
の長さをかけたものである0)簡単のために2次元のベ
クトルすなわちn=2の場合を考える。
異なる物質のスペクトルの場合は第1図Aに示すように
なシ、2つのベクトルAa、Ab の方向は異なシ、
また同一物質のスペクトルの場合は第1図Bに示すよう
に、ベクトルAaとベクトルAbとは同じ方向となシそ
れぞれのベクトルのなす角θはゼロになる。
なシ、2つのベクトルAa、Ab の方向は異なシ、
また同一物質のスペクトルの場合は第1図Bに示すよう
に、ベクトルAaとベクトルAbとは同じ方向となシそ
れぞれのベクトルのなす角θはゼロになる。
ここで(1−6)式にθ=0を代入するととなシ、同じ
物質から得たパターンの等しい吸収スペクトルの場合は
cosθ=1となシ、角θが大きくなればなる程すなわ
ち π4 に近ずけばcos Oはゼロに近づく。つま
り2つのスペクトルパターンの差異が大きくなればなる
程、cosυはゼロに近ずくものである。
物質から得たパターンの等しい吸収スペクトルの場合は
cosθ=1となシ、角θが大きくなればなる程すなわ
ち π4 に近ずけばcos Oはゼロに近づく。つま
り2つのスペクトルパターンの差異が大きくなればなる
程、cosυはゼロに近ずくものである。
以上からとのC03Oをスペクトルパターンの一致度の
評価値Rとして採用することができるので(1−6)式
は とする。(1−7)式は2次元に対するものであるので
、これを多次元に拡張すると、(1−3)t(1−4)
、 (1−7)式よシ となシ、(1−8)式によシ評価値Rが、0≦R≦1−
・・・・・・・・・・・・−・・・(1−9)なる範囲
の値をとシ、スペクトルパター7の一致度を評価するこ
とができる。
評価値Rとして採用することができるので(1−6)式
は とする。(1−7)式は2次元に対するものであるので
、これを多次元に拡張すると、(1−3)t(1−4)
、 (1−7)式よシ となシ、(1−8)式によシ評価値Rが、0≦R≦1−
・・・・・・・・・・・・−・・・(1−9)なる範囲
の値をとシ、スペクトルパター7の一致度を評価するこ
とができる。
(ホ)実施例
以下この発明の実施例を図面にて詳述するが、この発明
が以下の実施例に限定されるものではない。
が以下の実施例に限定されるものではない。
第2図から第4図に示すものは、スペクトルパターンと
して模擬的にガウス曲線を用いたもので、2つのガウス
曲線の極大点の位置をずらしたものについて、それぞれ
(Z−S)式を用いてその一! 。□ヤ□、え。ヶお
りゎイ□。つよおい□、横軸が波長に、縦軸が吸光度に
それぞれ相当するもので、横軸については500等分し
500次元のベクトルとして計算した。
して模擬的にガウス曲線を用いたもので、2つのガウス
曲線の極大点の位置をずらしたものについて、それぞれ
(Z−S)式を用いてその一! 。□ヤ□、え。ヶお
りゎイ□。つよおい□、横軸が波長に、縦軸が吸光度に
それぞれ相当するもので、横軸については500等分し
500次元のベクトルとして計算した。
第2図A、B、C,Dは大きさく吸光度)の等しい2つ
のガウス曲線をそれぞれスペクトルJL1yb1とし、
それぞれの極大点の位置を近ずけていったときに、評価
値Rの値がどのように変化するかを示したものである。
のガウス曲線をそれぞれスペクトルJL1yb1とし、
それぞれの極大点の位置を近ずけていったときに、評価
値Rの値がどのように変化するかを示したものである。
第2図Aにおいては重なっている部分がほとんど無いた
め、評価値RはR=5.73912 e−’ =−”(
2−1)となシ、はとんどゼロである。そして第2図B
。
め、評価値RはR=5.73912 e−’ =−”(
2−1)となシ、はとんどゼロである。そして第2図B
。
C,Dの順にそれぞれの極大点の位置が近ずく程、評価
値Rの値は1に近すき、第2図りに示すように完全に重
なったときに評価値Rは R=1 ・・・・・・・・・・・・・・・ (2−2
’)となり、スペクトル貝ターンが一致したことが確認
できる。
値Rの値は1に近すき、第2図りに示すように完全に重
なったときに評価値Rは R=1 ・・・・・・・・・・・・・・・ (2−2
’)となり、スペクトル貝ターンが一致したことが確認
できる。
つぎに第3図A、B 、C,Dは第2図のガウス曲線と
形の等しい(す々わち半値巾の等しい)曲線をそれぞれ
スペクトルa2t b2とし、スペクトルb2について
はその大きさが小さいものとし、それぞれの極大点の位
置を近ずけていった時の評価値凡の変化を示したもので
ある0ここにおいて、第2図Aと第3図A、第2図Bと
第3図B、第2図Cと第3図C,第2図りと第3図りの
それぞれにおける極大点間の距離は等しくしである。第
3図Aにおいて評価値Rは R=5.73912e″″’ −−−−−−−−−−
−(2−3)となシ、(2−1)式と同一値であ〕、極
大点間距離の等しいものについては評価値凡の値が等し
くなることを示している。すなわち評価値Rの値社その
大きさによって変化しないことがわかる0さらに第4図
A、Bは2つのガウス曲線を極端に近ずけた例で、第4
図Aは大きさの等しいガウス曲線a3 、 b3
、第4図Bは大きさの異なるガウス曲線IL4 、
b4で、形状はそれぞれ等しい。
形の等しい(す々わち半値巾の等しい)曲線をそれぞれ
スペクトルa2t b2とし、スペクトルb2について
はその大きさが小さいものとし、それぞれの極大点の位
置を近ずけていった時の評価値凡の変化を示したもので
ある0ここにおいて、第2図Aと第3図A、第2図Bと
第3図B、第2図Cと第3図C,第2図りと第3図りの
それぞれにおける極大点間の距離は等しくしである。第
3図Aにおいて評価値Rは R=5.73912e″″’ −−−−−−−−−−
−(2−3)となシ、(2−1)式と同一値であ〕、極
大点間距離の等しいものについては評価値凡の値が等し
くなることを示している。すなわち評価値Rの値社その
大きさによって変化しないことがわかる0さらに第4図
A、Bは2つのガウス曲線を極端に近ずけた例で、第4
図Aは大きさの等しいガウス曲線a3 、 b3
、第4図Bは大きさの異なるガウス曲線IL4 、
b4で、形状はそれぞれ等しい。
この例において、差異を検出するためには、評価値Rの
値は小数点以下第4桁目まで算出しなければならないも
のである。
値は小数点以下第4桁目まで算出しなければならないも
のである。
上記よυ、評価値Rが2つのスペクトルパターンの一致
度を効果的に表現していることがわかる。
度を効果的に表現していることがわかる。
また吸収スペクトルの吸収バンドが広いときは、次元数
を大幅に減じても影響は少ないが、多数バンドの合成か
らなる吸収スペクトルに適用するときは、その最小バン
ドをも検出しうるに充分な次元数が必要となる。
を大幅に減じても影響は少ないが、多数バンドの合成か
らなる吸収スペクトルに適用するときは、その最小バン
ドをも検出しうるに充分な次元数が必要となる。
なお評価値の算出には、たとえばパーソナルコンピュー
タなどを用いておこなえば、迅速かつ正確におこなえる
ものである。
タなどを用いておこなえば、迅速かつ正確におこなえる
ものである。
参考資料として、500次元のベクトルを計算するベー
シック言語によるプログラムのプログラムリストをこの
明細書に添付する。
シック言語によるプログラムのプログラムリストをこの
明細書に添付する。
(へ)効果
この発明によれば、2つのスペクトルパターンの一致し
ている度合いを数量的に表わし客観的に評価できるスペ
クトルパターンの一致度判定法が得られる。
ている度合いを数量的に表わし客観的に評価できるスペ
クトルパターンの一致度判定法が得られる。
さらに
(1)アルゴリズムが単純であシ応用が楽にできる。
に)計算に用いるデータ範囲すなわち用いる波長範囲(
紫外光〜可視光〜赤外光)を自由に変更することができ
る。(分析の条件によっては信頼性の少ない波長領域も
でてくるのでこのことは重要である。) (3) ノーマライズによる比較同定法とくらべて、
最長波長を持たないようなスペクトルについても使用す
るととができる。
紫外光〜可視光〜赤外光)を自由に変更することができ
る。(分析の条件によっては信頼性の少ない波長領域も
でてくるのでこのことは重要である。) (3) ノーマライズによる比較同定法とくらべて、
最長波長を持たないようなスペクトルについても使用す
るととができる。
などの効果がある。
第1図A、Bは、この発明の詳細な説明するベクトル図
、第2図A、B、C,D、第3図A、B、C,D、第4
図A、Bはそれぞれ実施例における評価値を算出するだ
めのスペクトルパターン図である。 (Aa)・・・・・・・・・ベクトルAa、(Ab)・
・・・・・・・・ベクトルAb、(θ)−−−−−−一
角。 第1図 A 第1図 B 入1にあ・け曇0&先度 第2図A 始2図 B 日” 、0870:186 第2図C 第2・凹 D 1’l+aj 第3図A 第3図B R= 、0870386 第、3図C 第3図D R=+
、第2図A、B、C,D、第3図A、B、C,D、第4
図A、Bはそれぞれ実施例における評価値を算出するだ
めのスペクトルパターン図である。 (Aa)・・・・・・・・・ベクトルAa、(Ab)・
・・・・・・・・ベクトルAb、(θ)−−−−−−一
角。 第1図 A 第1図 B 入1にあ・け曇0&先度 第2図A 始2図 B 日” 、0870:186 第2図C 第2・凹 D 1’l+aj 第3図A 第3図B R= 、0870386 第、3図C 第3図D R=+
Claims (1)
- 1、2つのスペクトルの複数の設定された波長における
相対強度を要素とするそれぞれのスペクトルに対応する
それぞれのベクトルに挾まれる角の余弦の値により、2
つのスペクトルパターンの一致度を判定するスペクトル
パターンの一致度判定法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23268784A JPS61111425A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | スペクトルパタ−ンの一致度判定法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23268784A JPS61111425A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | スペクトルパタ−ンの一致度判定法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61111425A true JPS61111425A (ja) | 1986-05-29 |
Family
ID=16943212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23268784A Pending JPS61111425A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | スペクトルパタ−ンの一致度判定法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61111425A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009527766A (ja) * | 2006-02-21 | 2009-07-30 | バイオ−ラッド ラボラトリーズ,インコーポレイティド | 重複密度(od)ヒートマップおよびコンセンサスデータ表示 |
JP2010043885A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Hochiki Corp | 特定物質検知装置及び方法 |
JP2015152567A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 株式会社島津製作所 | クロマトグラフ稼働状態監視装置 |
US11209406B2 (en) | 2016-05-02 | 2021-12-28 | Shimadzu Corporation | Data processing device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS585652A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Shimadzu Corp | クロマトグラフ検出デ−タ処理表示装置 |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP23268784A patent/JPS61111425A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS585652A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Shimadzu Corp | クロマトグラフ検出デ−タ処理表示装置 |
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US11209406B2 (en) | 2016-05-02 | 2021-12-28 | Shimadzu Corporation | Data processing device |
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