本發(fā)明涉及飼料領域，具體為一種飼料中真菌毒素檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；图s化的發(fā)展，飼料的質量和安全性受到了越來越多的關注。真菌毒素作為一種潛在的飼料污染物，其對畜禽的健康影響尤為顯著。真菌毒素包括黃曲霉毒素、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮等多種有毒物質，長期攝入含有真菌毒素的飼料可能導致畜禽中毒，嚴重時甚至導致死亡，這樣就會給養(yǎng)殖戶帶來損失。

2、高效液相色譜法（hplc）是目前應用最為廣泛的真菌毒素檢測方法之一，具有高靈敏度和高分辨率的特點。然而，hplc分析中不可避免地會受到噪聲的影響，這些噪聲可能源于儀器設備、環(huán)境因素或者樣品本身，導致色譜圖信號中存在較多干擾，進而影響真菌毒素的定量分析結果。為了提高檢測的準確度，通常需要對hplc所得的色譜圖進行降噪處理。目前常見的降噪方法包括濾波、去噪算法等，但這些傳統(tǒng)方法在實際應用中往往難以兼顧降噪效果與信號保真度，存在信息損失或者信號失真等問題。因此，亟需一種高效的色譜圖降噪處理方法，以在保持真菌毒素檢測靈敏度的同時，進一步提升檢測精度，確保飼料安全檢測的可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種飼料中真菌毒素檢測方法，所述方法包括以下步驟：

2、獲取通過hplc設備的檢測器測量的含有飼料中真菌毒素含量的數(shù)據(jù)序列；

3、獲取每種真菌毒素進行hplc時出現(xiàn)時間范圍，確定非所述時間范圍內的數(shù)據(jù)序列片段的平均值，并確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，并基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，將所述數(shù)據(jù)序列添加白噪聲后進行emd分解，將所有emd分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值；

4、根據(jù)第一模態(tài)分量均值得到噪聲，將所述數(shù)據(jù)序列減去所述噪聲得到去噪后的數(shù)據(jù)序列，計算去噪后數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，若排列熵的降低小于預設值，對去噪后的數(shù)據(jù)序列重復上面過程，否則基于所述去噪后的數(shù)據(jù)序列得到真菌毒素的含量。

5、優(yōu)選地，所述確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，具體為：

6、對非所述時間范圍內的數(shù)據(jù)序列片段進行平滑處理后計算上包絡和下包絡；

7、將上包絡的排列熵和下包絡的排列熵的平均值作為數(shù)據(jù)序列片段的排列熵。

8、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，具體為：

9、獲取排列熵閾值以及分解個數(shù)上下限；

10、若所述排列熵不大于所述排列熵閾值，則進行emd分解的個數(shù)為所述下限；

11、若所述排列熵大于所述排列熵閾值，則計算所述排列熵與所述排列熵閾值的差值，采用一個比例因子乘以所述差值得到增加的個數(shù)，將增加的個數(shù)和所述下限的和作為進行emd分解的個數(shù)，如果計算得到的進行emd分解的個數(shù)大于上限，則取所述上限作為emd分解的個數(shù)。

12、優(yōu)選地，所述基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，具體為：

13、根據(jù)所述進行emd分解的個數(shù)確定多個系數(shù)，每個emd分解對應一個系數(shù)；

14、將所述系數(shù)和所述平均值的乘積的平方作為emd分解時添加白噪聲的方差。

15、優(yōu)選地，所述將所有emd分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值，具體為：

16、根據(jù)所有emd分級得到的第一模態(tài)分量得到特征矩陣，所述特征矩陣的每行為一個emd分解得到的第一模態(tài)分量；

17、采用高斯濾波或者均值濾波的方式對所述特征矩陣進行平滑處理；

18、對平滑處理后的所述特征矩陣執(zhí)行列平均操作得到去除異常值后的第一模態(tài)分量均值。

19、另外一方面，本發(fā)明提供了一種飼料中真菌毒素檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

20、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取通過hplc設備的檢測器測量的含有飼料中真菌毒素含量的數(shù)據(jù)序列；

21、分解模塊，用于獲取每種真菌毒素進行hplc時出現(xiàn)時間范圍，確定非所述時間范圍內的數(shù)據(jù)序列片段的平均值，并確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，并基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，將所述數(shù)據(jù)序列添加白噪聲后進行emd分解，將所有emd分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值；

22、含量確定模塊，用于根據(jù)第一模態(tài)分量均值得到噪聲，將所述數(shù)據(jù)序列減去所述噪聲得到去噪后的數(shù)據(jù)序列，計算去噪后數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，若排列熵的降低小于預設值，對去噪后的數(shù)據(jù)序列重復上面過程，否則基于所述去噪后的數(shù)據(jù)序列得到真菌毒素的含量。

23、優(yōu)選地，所述確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，具體為：

24、對非所述時間范圍內的數(shù)據(jù)序列片段進行平滑處理后計算上包絡和下包絡；

25、將上包絡的排列熵和下包絡的排列熵的平均值作為數(shù)據(jù)序列片段的排列熵。

26、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，具體為：

27、獲取排列熵閾值以及分解個數(shù)上下限；

28、若所述排列熵不大于所述排列熵閾值，則進行emd分解的個數(shù)為所述下限；

29、若所述排列熵大于所述排列熵閾值，則計算所述排列熵與所述排列熵閾值的差值，采用一個比例因子乘以所述差值得到增加的個數(shù)，將增加的個數(shù)和所述下限的和作為進行emd分解的個數(shù)，如果計算得到的進行emd分解的個數(shù)大于上限，則取所述上限作為emd分解的個數(shù)。

30、優(yōu)選地，所述基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，具體為：

31、根據(jù)所述進行emd分解的個數(shù)確定多個系數(shù)，每個emd分解對應一個系數(shù)；

32、將所述系數(shù)和所述平均值的乘積的平方作為emd分解時添加白噪聲的方差。

33、優(yōu)選地，所述將所有emd分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值，具體為：

34、根據(jù)所有emd分級得到的第一模態(tài)分量得到特征矩陣，所述特征矩陣的每行為一個emd分解得到的第一模態(tài)分量；

35、采用高斯濾波或者均值濾波的方式對所述特征矩陣進行平滑處理；

36、對平滑處理后的所述特征矩陣執(zhí)行列平均操作得到去除異常值后的第一模態(tài)分量均值。

37、最后一個方面，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的方法。

38、本發(fā)明在數(shù)據(jù)序列片段的平均值和排列熵確定進行emd分解的個數(shù)以及添加白噪聲的方差，信號更復雜或噪聲較多，進行更多次emd分解，以確保多次添加不同的噪聲并求平均后的結果更加準確，而且能夠保證白噪聲的方差與信號的實際噪聲水平相匹配，減少分解過程中模態(tài)之間的混疊現(xiàn)象。

技術特征：

1.一種飼料中真菌毒素檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，具體為：

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，具體為：

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，具體為：

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所有emd分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值，具體為：

6.一種飼料中真菌毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，具體為：

8.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述排列熵確定進行emd分解的個數(shù)，具體為：

9.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基于所述平均值確定每個emd分解時添加白噪聲的方差，具體為：

10.一種計算機存儲設備，所述存儲設備上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求1-5任一項所述的方法。

技術總結
本發(fā)明涉及一種飼料中真菌毒素檢測方法及系統(tǒng)，獲取通過HPLC設備的檢測器測量的含有飼料中真菌毒素含量的數(shù)據(jù)序列；獲取每種真菌毒素進行HPLC時出現(xiàn)時間范圍，確定非所述時間范圍內的數(shù)據(jù)序列片段的平均值，根據(jù)排列熵確定進行EMD分解的個數(shù)，并基于平均值確定每個EMD分解時添加白噪聲的方差，將數(shù)據(jù)序列添加白噪聲后進行EMD分解，將所有EMD分解得到的第一模態(tài)分量去除異常值后得到第一模態(tài)分量均值；根據(jù)第一模態(tài)分量均值得到噪聲，將數(shù)據(jù)序列減去所述噪聲得到去噪后的數(shù)據(jù)序列，計算去噪后數(shù)據(jù)序列片段的排列熵，若排列熵的降低小于預設值，對去噪后的數(shù)據(jù)序列重復上面過程，否則基于所述去噪后的數(shù)據(jù)序列得到真菌毒素的含量。

技術研發(fā)人員：馬龍,史久柱
受保護的技術使用者：徐州隆之創(chuàng)生物科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2