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拉曼光谱基线校正与噪声技术研究

发布时间:2020-02-14 点击:噪音校正
  

  拉曼光谱物质检测技术作为一种新兴发展起来的的分析手段可提供快速、简便、可重复的检测。但是在实际检测中,激光对被测物质进行激发时会引入和设备的噪声干扰,特别是荧光等干扰会造成基线漂移,严重降低拉曼光谱的质量,影响物质检测的准确性,因此开展拉曼光谱基线校正和噪声技术研究具有重要意义。论文采用理论分析、仿真分析、实验验证的方法,针对拉曼光谱中的噪声和基线漂移影响拉曼光谱检测有效性的问题,开展了噪声技术和基线校正技术研究。论文阐述了拉曼光谱的基本理论,分析了拉曼光谱中噪声的来源和分类,研究了拉曼光谱中基线漂移现象产生的原因。论文开展了拉曼光谱噪声技术研究。在讨论了移动窗口平均法、移动窗口均值法和Savitzky-Golay最小二乘法各自局限性的基础上完成了基于多尺度自适应动态窗口平均法的噪声方案的设计,并仿真验证了方案的去噪效果。方案解决了拉曼光谱噪声技术中噪声程度与光谱失真程度无法兼顾的问题,实现了噪声的自适应。针对拉曼光谱中的基线漂移现象,论文开展了基线校正技术研究。论文讨论了极小值分段线性拟和移动窗口局部极值中值法的局限性,完成了基于局部动态移动平均自适应方法的基线校正方案的设计,并通过仿真对比验证了方案的基线校正效果。方案通过计算每次迭代中估计基线的残差并与其标准差进行比较,自动确定拟合区间宽度,解决了基线校正技术中基线估计不准确的问题,实现了基线校正的自适应。论文开展了实验验证工作,通过搭建拉曼光谱物质检测平台开展的测试验证结果表明,论文所设计的基线校正方案和噪声方案具有可行性和有效性。

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