光谱片段的优化方法、装置、设备、存储介质、程序产品

1.本公开涉及光谱分析技术，尤其涉及一种光谱片段的优化方法、装置、设备、存储介质、程序产品。


背景技术：

2.激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy，libs)是指通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体，进而对等离子体发射光谱进行分析以确定样品的物质成分及含量的方法，通过libs对实现土壤元素大规模、多样本、快速精准检测具有重要意义。
3.但由于libs技术激发的等离子体温度低、寿命短，导致获取的土壤样本的光谱存在较大波动，影响了土壤样本检测结果的准确度和重复性。现有技术中，针对光谱存在较大波动的问题，比较常用的优化光谱的方法有，a20平均值归一法、全谱积分归一法、fe404.58内标归一法、snv归一法等。使用现有的优化光谱的方法对预设元素对应的光谱片段进行处理得到的优化后的光谱片段。其中，光谱片段是从光谱中截取的片段。
4.但是，通过上述方法得到的优化后的光谱片段，计算得到的预设元素特征谱线的相对标准偏差较大，说明通过现有的优化光谱的方法得到的优化后的光谱片段仍旧存在较大波动。


技术实现要素：

5.本公开提供了一种光谱片段的优化方法、装置、设备、存储介质、程序产品，以解决现有技术中，现有的优化光谱的方法得到的优化后的光谱仍旧存在较大波动的问题。
6.根据本公开第一方面，提供了一种光谱片段的优化方法，包括：
7.获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的所述等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的所述等离子体的图像；
8.根据所述第一火花图像、所述第二火花图像，确定所述样品的火花参数；
9.在所述待检测光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，所述样品中包括所述预设元素；
10.将所述预设元素的光谱片段、所述火花参数、所述激光的分光能量，输入至与所述预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与所述光谱片段对应的优化后的光谱片段；
11.其中，所述光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集所述训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与所述训练样品对应的火花参数训练得到的。
12.根据本公开第二方面，提供了一种模型的训练方法，包括：
13.获取训练数据集；其中，所述训练数据集中包括多组训练数据，所述训练数据中包括第一光谱片段、通过多个第一光谱片段得到的第二光谱片段，以及火花参数和激光分光能量；其中，所述激光分光能量用于表征采集样品的所述第一光谱片段时使用的激光的能
量；
14.将所述训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，得到预测光谱片段；
15.根据所述第二光谱片段、所述预测光谱片段，优化所述预设模型中的参数，得到所述光谱优化模型。
16.根据本公开第三方面，提供了一种光谱片段的优化装置，包括：
17.获取单元，用于获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的所述等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的所述等离子体的图像；
18.火花参数确定单元，用于根据所述第一火花图像、所述第二火花图像，确定所述样品的火花参数；
19.光谱片段确定单元，用于在所述待检测光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，所述样品中包括所述预设元素；
20.光谱片段优化单元，用于将所述预设元素的光谱片段、所述火花参数、所述激光的分光能量，输入至与所述预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与所述光谱片段对应的优化后的光谱片段；
21.其中，所述光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集所述训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与所述训练样品对应的火花参数训练得到的。
22.根据本公开第四方面，提供了一种模型的训练装置，包括：
23.获取单元，用于获取训练数据集；其中，所述训练数据集中包括多组训练数据，所述训练数据中包括第一光谱片段、通过多个第一光谱片段得到的第二光谱片段，以及火花参数和激光分光能量；其中，所述激光分光能量用于表征采集样品的所述第一光谱片段时使用的激光的能量；
24.预测光谱片段确定单元，用于将所述训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，得到预测光谱片段；
25.光谱优化模型确定单元，用于根据所述第二光谱片段、所述预测光谱片段，优化所述预设模型中的参数，得到所述光谱优化模型。
26.根据本公开第五方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；其中，所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于读取所述存储器存储的计算机程序，并根据所述存储器中的计算机程序执行如第一方面、第二方面所述的任一种方法。
27.根据本公开第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如第一方面、第二方面所述的任一种方法。
28.根据本公开第七方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面、第二方面所述的任一种方法。
29.本公开提供的一种光谱片段的优化方法、装置、设备、存储介质、程序产品，包括：获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像；根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数；在待检测
光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，样品中包括预设元素；将预设元素的光谱片段、火花参数、激光的分光能量，输入至与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与光谱片段对应的优化后的光谱片段；其中，光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。本公开提供的方案，可以根据获取的样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像得到样品的火花参数，可以将光谱片段、火花参数、激光的分光能量输入至预设的光谱优化模型中，得到优化后的光谱片段。通过本方案得到的优化后的光谱片段的波动减小，可以提高土壤样本检测结果的准确度和重复性。
附图说明
30.图1为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的应用场景示意图；
31.图2为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的流程示意图；
32.图3为本公开另一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的流程示意图；
33.图4为本公开一示例性实施例示出的模型的训练方法的流程示意图；
34.图5为本公开另一示例性实施例示出的模型的训练方法的流程示意图；
35.图6为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化装置的结构图；
36.图7为本公开一示例性实施例示出的模型的训练装置的结构图；
37.图8为本公开一示例性实施例示出的电子设备的结构图。
具体实施方式
38.激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy，libs)是指通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体，进而对等离子体发射光谱进行分析以确定样品的物质成分及含量的方法，通过libs对实现土壤元素大规模、多样本、快速精准检测具有重要意义。
39.但由于libs技术激发的等离子体温度低、寿命短，导致获取的土壤样本的光谱存在较大波动，影响了土壤样本检测结果的准确度和重复性。现有技术中，针对光谱存在较大波动的问题，比较常用的优化光谱的方法有，a20平均值归一法、全谱积分归一法、fe404.58内标归一法、snv归一法等。使用现有的优化光谱的方法对预设元素对应的光谱片段进行处理得到的优化后的光谱片段。其中，光谱片段是从光谱中截取的片段。
40.但是，通过上述方法得到的优化后的光谱片段，计算得到的预设元素特征谱线的相对标准偏差较大，说明通过现有的优化光谱的方法得到的优化后的光谱片段仍旧存在较大波动。
41.为了解决上述技术问题，本公开提供的方案中包括一种光谱片段的优化方法，可以根据获取的样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像得到样品的火花参数，可以将光谱片段、火花参数、激光的分光能量输入至预设的光谱优化模型中，得到优化后的光谱片段。通过本方案得到的优化后的光谱片段的波动减小，可以提高土壤样本检测结果的准确度和重复性。
42.图1为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的应用场景示意图。
43.如图1所示，本方案需要在实现libs基本功能的同时，对每一次激光激发等离子体
时的激光能量和等离子体火焰形貌进行监测。
44.系统使用激光器发射激光，其中激光器可以采用如下配置：波长1064nm，输出能量200mj，脉冲宽度10ns，光斑直径8mm，发散角小于3mrad，指向稳定性小于50μrad。计算机模块2可以控制激光器发射激光。激光器可以在出光透镜上镀高斯膜层，使激光光斑能量呈现高斯分布。激光器发出的脉冲光可以首先经过一片45
°
分束采样镜，可以将1％左右的激光的分光能量反射到能量计上，记录激光能量。计算机模块1可以获取能量计记录的激光的分光能量。剩余大部分激光可以通过一片焦距150mm，通光孔径25mm的紫外熔融石英聚焦透镜，再经过一片二向色镜，改变方向，垂直入射样品台上的样品表面，使样品汇聚激发等离子体。
45.其中，二向色镜可以预先设计为在45
°
角方向对1064nm激光具有》99.9％的反射率。利用激光透过二向色镜的微弱激光，可以触发光电开关，为相机1和相机2提供触发信号。相机1和相机2可以分别采集样品激发的等离子体火焰形貌的第一火花图像、第二火花图像，并将采集的图像发送给计算机模块1。相机1放置方向可以垂直于样品表面；相机2放置方向可以平行于样品表面。等离子体辐射光可以通过物方焦距40mm的双镜筒结构耦合进入光纤，并连接光谱仪。光谱仪采集的样品激发的等离子体辐射光的光谱，可以通过传感器传输给计算机模块2，计算机模块2可以将获得的光谱发送给计算机模块1。其中，光谱仪可以为双通道，其响应波段可以为230-450nm，其分辨率可以为0.1nm。
46.计算机模块1可以将得到的光谱、激光的分光能量、第一火花图像、第二火花图像，根据预设元素进行处理，并将处理后的数据输入至与与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到优化后的光谱片段。
47.图2为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的流程示意图。
48.如图2所示，本实施例提供的光谱片段的优化方法包括：
49.步骤201，获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像。
50.其中，本公开提供的方法可以由具体计算能力的电子设备来执行，比如可以是计算机等设备。
51.该电子设备能够获取第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱。
52.其中，样品可以为待检测土壤样品。
53.其中，可以利用激光器来发射激光。可以令激光垂直入射到样品表面上，使样品汇聚激发等离子体，从而使样品激发发光。可以利用相机采集等离子体火焰形貌的图像。可以利用光谱仪采集等离子体辐射光的光谱，该光谱即为待检测光谱。
54.其中，等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的、带负电的电子构成。当被加热到足够高的温度或其他原因，外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子。电子离开原子核，这个过程就叫做“电离”。这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均匀的“浆糊”，因此称它为离子浆，这些离子浆中正负电荷总量相等，因此它是近似电中性的，所以就叫等离子体。
55.具体的，可以利用预先设置的相机1获取离子体火焰形貌的第一火花图像；利用预
先设置的相机2获取离子体火焰形貌的第二火花图像。其中，第一方向可以为垂直于样品表面的方向。相机1可以放置于垂直样品表面的方向上。其中，第二方向可以为样品表面的水平方向。相机2可以放置于样品表面的水平方向上。
56.步骤202，根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数。
57.具体的，样品的火花参数可以包括火花面积和火花强度。针对样品的每幅火花图像，都可以确定该火花图像的火花面积和火花强度，进而得到样品的多组火花面积和火花强度的数据。
58.本方案中，可以根据第一火花图像得到第一火花面积、第一火花强度，根据第二火花图像得到第二火花面积、第二火花强度等。
59.具体的，可以对第一火花图像进行处理，得到第一火花图像的图像边界，记第一火花边界。同样的，可以对第二火花图像进行处理，得到第二火花图像的图像边界，记第二火花边界。
60.具体的，可以根据第一火花图像、第一火花边界，确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积；确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
61.同样的，可以根据第二火花图像、第二火花边界，确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点总数，记为第二火花面积；确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点的强度和，记为第二火花强度。
62.具体的，样品的火花参数可以包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。
63.步骤203，在待检测光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，样品中包括预设元素。
64.其中，预设元素为预先设置的待检测样品中需要检测的元素。
65.其中，样品中比如可以包括铝、硅、锌等元素。每种元素都会产生与该元素对应波长的光谱。可以根据预设元素的波长从待检测光谱中截取与该预设元素对应的光谱片段。比如，铝元素产生的光谱的波长可以包括260.85nm。则可以截取260.85nm附近的光谱片段。
66.步骤204，将预设元素的光谱片段、火花参数、激光的分光能量，输入至与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与光谱片段对应的优化后的光谱片段；其中，光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。
67.其中，激光的分光能量可以为利用能量计采集的激发样品的激光的分光能量。激光的分光能量可以为激光能量的一部分，比如百分之一。激光的分光能量可以用来表征激光能量。能量计可以向电子设备发送激光的分光能量，使得电子设备能够获取与各第一火花图像、第二火花图像对应的激光的分光能量。
68.具体的，光谱片段、火花参数、激光的分光能量是使用激光对样品进行一次处理时的数据。
69.其中，预设的光谱优化模型为预先使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。
70.具体的，不同的预设元素对应不同的预设的光谱优化模型。
71.本公开提供的光谱片段的优化方法，包括：获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像；根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数；在待检测光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，样品中包括预设元素；将预设元素的光谱片段、火花参数、激光的分光能量，输入至与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与光谱片段对应的优化后的光谱片段；其中，光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。本公开提供的方案，可以根据获取的样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像得到样品的火花参数，可以将光谱片段、火花参数、激光的分光能量输入至预设的光谱优化模型中，得到优化后的光谱片段。通过本方案得到的优化后的光谱片段的波动减小，可以提高土壤样本检测结果的准确度和重复性。
72.图3为本公开另一示例性实施例示出的光谱片段的优化方法的流程示意图。
73.如图3所示，本实施例提供的光谱片段的优化方法包括：
74.步骤301，获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像。
75.具体的，步骤301与步骤201的原理、实现方式类似，不再赘述。
76.步骤302，在第一火花图像中获取第一火花边界，根据第一火花边界、第一火花图像确定第一火花面积、第一火花强度；在第二火花图像中获取第二火花边界，根据第二火花边界、第二火花图像确定第二火花面积、第二火花强度。其中，火花参数包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。
77.具体的，样品的火花参数可以包括火花面积和火花强度。针对样品的每幅火花图像，都可以确定该火花图像的火花面积和火花强度，进而得到样品的多组火花面积和火花强度的数据。
78.本方案中，可以根据第一火花图像得到第一火花面积、第一火花强度，根据第二火花图像得到第二火花面积、第二火花强度等。
79.具体的，可以使用自适应二值化方法处理第一火花图像，得到处理后结果，在处理后结果中选取面积最大的邻域，并去掉杂散光点，得到第一火花边界。同样的，可以对第二火花图像进行处理，得到第二火花图像的图像边界，记第二火花边界。
80.具体的，可以根据第一火花图像、第一火花边界，确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积；确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
81.同样的，可以根据第二火花图像、第二火花边界，确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点总数，记为第二火花面积；确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点的强度和，记为第二火花强度。
82.可选的，确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，第一火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第一火花面积；将第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第一火花强度；确定第二火花图像边界所覆盖范围内的面积，第二火花图像
边界所覆盖范围内的面积用以表征第二火花面积；将第二火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第二火花强度。
83.在一种可实现方式中，令第一火花图像中第一火花边界内的像素点的值为1，令第一火花图像中第一火花边界外的像素点的值为0，得到处理后的图像，对处理后的图像进行积分得到积分结果，将积分结果确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，即第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积。
84.在一种可实现方式中，令第一火花图像中第一火花边界内的像素点的值为1，令第一火花图像中第一火花边界外的像素点的值为0，得到处理后的图像，确定处理后的图像与第一火花图像的乘积的积分为第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，即第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
85.同样的，可以得到第二火花面积和第二火花强度。
86.步骤303，获取与预设元素对应的特征谱线波长点。
87.具体的，每一元素有对应的特征谱线波长点。可以将预设的各元素及各元素对应的特征谱线波长点汇总成表格并保存在电子设备中。电子设备在需要时可以从表格中获取与预设元素对应的特征谱线波长点。
88.比如，铝元素产生的光谱的波长可以包括260.85nm。
89.步骤304，根据特征谱线波长点在待检测光谱中截取光谱，作为预设元素对应的光谱片段。
90.具体的，可以在待检测光谱中截取特征谱线波长点对应的光谱，还可以截取特征谱线波长点前几个或者后几个波长点对应的光谱，组成光谱片段，作为预设元素对应的光谱片段。
91.比如，铝元素产生的光谱的波长可以包括260.85nm。则可以截取260.85nm附近的光谱片段。
92.可选的，在待检测光谱中截取与特征谱线波长点对应的光谱、及特征谱线波长点前后各s个点对应的光谱。
93.具体的，本方案对s的选取不做限制。
94.可选的，s为10。
95.步骤305，将预设元素的光谱片段、火花参数、激光的分光能量，输入至与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与光谱片段对应的优化后的光谱片段；其中，光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。
96.具体的，步骤305与步骤204的原理、实现方式类似，不再赘述。
97.图4为本公开一示例性实施例示出的模型的训练方法的流程示意图。
98.如图4所示，本实施例提供的模型的训练方法包括：
99.步骤401，获取训练数据集；其中，训练数据集中包括多组训练数据，训练数据中包括第一光谱片段、通过多个第一光谱片段得到的第二光谱片段，以及火花参数和激光分光能量；其中，激光分光能量用于表征采集样品的第一光谱片段时使用的激光的能量。
100.具体的，激光激发一次样品，可以得到一组训练数据。激光先后激发多次样品，可以得到按时间排列的先后多组训练数据。
101.其中，第一光谱片段是从获取的样品的等离子体辐射光的光谱中截取的。具体的，可以根据预设元素对应的特征谱线波长点，从光谱中截取第一光谱。
102.其中，激光分光能量是采集第一光谱片段时使用能量计采集的激光的分光能量，用于表征采集样品的第一光谱片段时使用的激光的能量。
103.具体的，火花参数是根据采集第一光谱片段时获得的样品的等离子体火焰形貌的第一火花图像、第二火花图像得到的。
104.具体的，样品的火花参数可以包括火花面积和火花强度。针对样品的每幅火花图像，都可以确定该火花图像的火花面积和火花强度，进而得到样品的多组火花面积和火花强度的数据。
105.本方案中，可以根据第一火花图像得到第一火花面积、第一火花强度，根据第二火花图像得到第二火花面积、第二火花强度等。
106.具体的，可以对第一火花图像进行处理，得到第一火花图像的图像边界，记第一火花边界。同样的，可以对第二火花图像进行处理，得到第二火花图像的图像边界，记第二火花边界。
107.具体的，可以根据第一火花图像、第一火花边界，确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积；确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
108.同样的，可以根据第二火花图像、第二火花边界，确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点总数，记为第二火花面积；确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点的强度和，记为第二火花强度。
109.具体的，火花参数可以包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。
110.具体的，可以通过多个第一光谱片段的平均值得到第二光谱片段。
111.步骤402，将训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，得到预测光谱片段。
112.具体的，可以将一组训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，可以得到与本组第一光谱片段对应的预测光谱片段。
113.其中，预设模型为预先设置的网络模型。
114.步骤403，根据第二光谱片段、预测光谱片段，优化预设模型中的参数，得到光谱优化模型。
115.具体的，可以将与第一光谱片段对应的第二光谱片段作为预测光谱片段的标签，对预设模型进行训练，优化预设模型中的参数。使得预测光谱片段与第二光谱片段越来越接近。当达到预设条件，比如预测光谱片段与第二光谱片段相似度达到百分之九十时，停止训练，得到光谱优化模型。
116.具体的，光谱优化模型可以输出与第一光谱片段对应的优化后的光谱片段。
117.图5为本公开另一示例性实施例示出的模型的训练方法的流程示意图。
118.如图5所示，本实施例提供的模型的训练方法包括：
119.步骤501，获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像、待检测光谱、以及激光的激光分光能量；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离
子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像。
120.其中，样品为训练样品，比如可以为土壤样品。
121.其中，可以利用激光器来发射激光。可以令激光垂直入射到样品表面上，使样本汇聚激发等离子体，从而使样品激发发光。可以利用相机采集等离子体火焰形貌的图像。可以利用光谱仪采集等离子体幅射光的光谱，该光谱即为待检测光谱。
122.其中，激光的分光能量可以为利用能量计采集的激发样品的激光的分光能量。激光的分光能量可以为激光能量的一部分，比如百分之一。激光的分光能量可以用来表征激光能量。能量计可以向电子设备发送激光的分光能量，使得电子设备能够获取与各第一火花图像、第二火花图像对应的激光的分光能量。
123.具体的，待检测光谱、火花参数、激光的分光能量是使用激光对样品进行一次处理时的数据。
124.具体的，可以利用预先设置的相机1获取离子体火焰形貌的第一火花图像；利用预先设置的相机2获取离子体火焰形貌的第二火花图像。其中，第一方向可以为垂直于样品表面的方向。相机1可以放置于垂直样品表面的方向上。其中，第二方向可以样品表面的水平方向。相机2可以放置于样品表面的水平方向上。
125.步骤502，根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数。
126.具体的，样品的火花参数可以包括火花面积和火花强度。针对样品的每幅火花图像，都可以确定该火花图像的火花面积和火花强度，进而得到样品的多组火花面积和火花强度的数据。
127.本方案中，可以根据第一火花图像得到第一火花面积、第一火花强度，根据第二火花图像得到第二火花面积、第二火花强度等。
128.具体的，可以对第一火花图像进行处理，得到第一火花图像的图像边界，记第一火花边界。同样的，可以对第二火花图像进行处理，得到第二火花图像的图像边界，记第二火花边界。
129.具体的，可以根据第一火花图像、第一火花边界，确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积；确定第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
130.同样的，可以根据第二火花图像、第二火花边界，确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点总数，记为第二火花面积；确定第二火花边界内的第二火花图像的像素点的强度和，记为第二火花强度。
131.具体的，样品的火花参数可以包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。
132.可选的，在第一火花图像中获取第一火花边界，根据第一火花边界、第一火花图像确定第一火花面积、第一火花强度；在第二火花图像中获取第二火花边界，根据第二火花边界、第二火花图像确定第二火花面积、第二火花强度。其中，火花参数包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。
133.具体的，可以使用自适应二值化方法处理第一火花图像，得到处理后结果，在处理后结果中选取面积最大的邻域，并去掉杂散光点，得到第一火花边界。同样的，可以对第二火花图像进行处理，得到第二火花图像的图像边界，记第二火花边界。
134.可选的，确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，第一火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第一火花面积；将第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第一火花强度；确定第二火花图像边界所覆盖范围内的面积，第二火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第二火花面积；将第二火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第二火花强度。
135.在一种可实现方式中，令第一火花图像中第一火花边界内的像素点的值为1，令第一火花图像中第一火花边界外的像素点的值为0，得到处理后的图像，对处理后的图像进行积分得到积分结果，将积分结果确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，即第一火花边界内的第一火花图像的像素点总数，记为第一火花面积。
136.在一种可实现方式中，令第一火花图像中第一火花边界内的像素点的值为1，令第一火花图像中第一火花边界外的像素点的值为0，得到处理后的图像，确定处理后的图像与第一火花图像的乘积的积分为第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，即第一火花边界内的第一火花图像的像素点的强度和，记为第一火花强度。
137.同样的，可以得到第二火花面积和第二火花强度。
138.步骤503，在待检测光谱中，截取第一光谱片段；其中，第一光谱片段与预设元素对应；其中，样品中包括预设元素。
139.其中，预设元素为预先设置的待检测样品中需要检测的元素。
140.其中，样品中比如可以包括铝、硅、锌等元素。每种元素都会产生与该元素对应波长的光谱。可以根据预设元素的波长从待检测光谱中截取与该预设元素对应的第一光谱片段。比如，铝元素产生的光谱的波长可以包括260.85nm。则可以截取260.85nm附近的光谱片段。
141.可选的，获取与预设元素对应的特征谱线波长点；
142.具体的，每一元素有对应的特征谱线波长点。可以预设的各元素及与各元素对应的特征谱线波长点汇总成表格并保存在电子设备中。电子设备在需要时可以从表格中获取与预设元素对应的特征谱线波长点。
143.比如，铝元素产生的光谱的波长可以包括260.85nm。
144.根据特征谱线波长点在待检测光谱中截取光谱，作为预设元素对应的第一光谱片段。
145.具体的，可以在待检测光谱中截取特征谱线波长点对应的光谱，还可以截取特征谱线波长点前几个或者后几个波长点对应的光谱，组成光谱片段，作为预设元素对应的第一光谱片段。
146.可选的，在待检测光谱中截取与特征谱线波长点对应的光谱、及特征谱线波长点前后各s个点对应的光谱。
147.具体的，本方案对s的选取不做限制。
148.可选的，s为10。
149.步骤504，根据与同一预设元素对应的多个第一光谱片段确定与预设元素对应的第二光谱片段。
150.具体的，激光激发一次样品，可以得到一组训练数据。激光先后激发多次样品，可以得到按时间排列的先后多组训练数据。每组训练数据中都包括一个第一光谱片段。
151.可以根据与同一预设元素对应的按时间排列的先后多个第一光谱片段确定与预设元素对应的第二光谱片段。
152.可选的，将与同一预设元素对应的n个第一光谱片段的平均值确定为与预设元素对应的第二光谱片段。
153.具体的，与同一预设元素对应的n个第一光谱片段可以为，与同一预设元素对应的当前第一光谱片段及与当前光谱片段临近的后n-1个第一光谱片段。后n-1个光谱段则循环向前，可以利用前n-1个光谱段求平均。这种滑窗平均的方法记为a20平均法，用来求平均的光谱片段数记为n，本方案对n的选取不做限制。
154.可选的，n为20。
155.步骤505，将训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，得到预测光谱片段。
156.具体的，步骤505与步骤402的原理、实现方式类似，不再赘述。
157.步骤506，根据第二光谱片段、预测光谱片段，优化预设模型中的参数，得到光谱优化模型。
158.具体的，步骤506与步骤403的原理、实现方式类似，不再赘述。
159.图6为本公开一示例性实施例示出的光谱片段的优化装置的结构图。
160.如图6所示，本公开提供的光谱片段的优化装置600包括：
161.获取单元610，用于获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像以及待检测光谱；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像；
162.火花参数确定单元620，用于根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数；
163.光谱片段确定单元630，用于在待检测光谱中，截取与每个预设元素对应的光谱片段；其中，样品中包括预设元素；
164.光谱片段优化单元640，用于将预设元素的光谱片段、火花参数、激光的分光能量，输入至与预设元素对应的预设的光谱优化模型中，得到与光谱片段对应的优化后的光谱片段；其中，光谱优化模型是使用训练样品的光谱、采集训练样品的光谱时使用的激光的分光能量，以及与训练样品对应的火花参数训练得到的。
165.火花参数包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。火花参数确定单元620，具体用于在第一火花图像中获取第一火花边界，根据第一火花边界、第一火花图像确定第一火花面积、第一火花强度；在第二火花图像中获取第二火花边界，根据第二火花边界、第二火花图像确定第二火花面积、第二火花强度。
166.火花参数确定单元620，具体用于确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，第一火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第一火花面积；将第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第一火花强度；确定第二火花图像边界所覆盖范围内的面积，第二火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第二火花面积；将第二火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第二火花强度。
167.光谱片段确定单元630，具体用于获取与预设元素对应的特征谱线波长点；根据特征谱线波长点在待检测光谱中截取光谱，作为预设元素对应的光谱片段。
168.光谱片段确定单元630，具体用于在待检测光谱中截取与特征谱线波长点对应的光谱、及特征谱线波长点前后各s个点对应的光谱。
169.其中，s为10。
170.图7为本公开一示例性实施例示出的模型的训练装置的结构图。
171.如图7所示，本公开提供的模型的训练装置700包括：
172.获取单元710，用于获取训练数据集；其中，训练数据集中包括多组训练数据，训练数据中包括第一光谱片段、通过多个第一光谱片段得到的第二光谱片段，以及火花参数和激光分光能量；其中，激光分光能量用于表征采集样品的第一光谱片段时使用的激光的能量；
173.预测光谱片段确定单元720，用于将训练数据中的第一光谱片段、火花参数和激光分光能量输入至预设模型，得到预测光谱片段；
174.光谱优化模型确定单元730，用于根据第二光谱片段、预测光谱片段，优化预设模型中的参数，得到光谱优化模型。
175.获取单元710，包括：获取模块711，用于获取样品在激光作用下生成的等离子体的第一火花图像、第二火花图像、待检测光谱、以及激光的激光分光能量；其中，第一火花图像是在第一方向获取的等离子体的图像，第二火花图像是在第二方向获取的等离子体的图像；
176.火花参数确定模块712，用于根据第一火花图像、第二火花图像，确定样品的火花参数；
177.第一光谱片段确定模块713，用于在待检测光谱中，截取第一光谱片段；其中，第一光谱片段与预设元素对应；其中，样品中包括预设元素；
178.第二光谱片段确定模块714，用于根据与同一预设元素对应的多个第一光谱片段确定与预设元素对应的第二光谱片段。
179.火花参数包括第一火花面积、第一火花强度、第二火花面积、第二火花强度。火花参数确定模块712，具体用于在第一火花图像中获取第一火花边界，根据第一火花边界、第一火花图像确定第一火花面积、第一火花强度；在第二火花图像中获取第二火花边界，根据第二火花边界、第二火花图像确定第二火花面积、第二火花强度。
180.火花参数确定模块712，具体用于确定第一火花图像边界所覆盖范围内的面积，第一火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第一火花面积；将第一火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第一火花强度；确定第二火花图像边界所覆盖范围内的面积，第二火花图像边界所覆盖范围内的面积用以表征第二火花面积；将第二火花图像边界所覆盖范围内的火花图像强度的积分，确定为第二火花强度。
181.第一光谱片段确定模块713，具体用于获取与预设元素对应的特征谱线波长点；根据特征谱线波长点在待检测光谱中截取光谱，作为预设元素对应的第一光谱片段。
182.第一光谱片段确定模块713，具体用于在待检测光谱中截取与特征谱线波长点对应的光谱、及特征谱线波长点前后各s个点对应的光谱。
183.其中，s为10。
184.第二光谱片段确定模块714，具体用于将与同一预设元素对应的n个第一光谱片段的平均值确定为与预设元素对应的第二光谱片段。
185.其中，n为20。
186.图8为本公开一示例性实施例示出的电子设备的结构图。
187.如图8所示，本实施例提供的电子设备包括：
188.存储器801；
189.处理器802；以及
190.计算机程序；
191.其中，计算机程序存储在存储器801中，并配置为由处理器802执行以实现如上的任一种光谱片段的优化方法或模型的训练方法。
192.本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
193.计算机程序被处理器执行以实现如上的任一种光谱片段的优化方法或模型的训练方法。
194.本实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述任一种光谱片段的优化方法或模型的训练方法。
195.本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
196.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。