拉曼光譜基線校正與噪聲抑制技術(shù)研究.pdf

1、拉曼光譜物質(zhì)檢測技術(shù)作為一種新興發(fā)展起來的的分析手段可提供快速、簡便、可重復(fù)的檢測。但是在實(shí)際檢測中，激光對被測物質(zhì)進(jìn)行激發(fā)時(shí)會引入環(huán)境和設(shè)備的噪聲干擾，特別是熒光等干擾會造成基線漂移，嚴(yán)重降低拉曼光譜的質(zhì)量，影響物質(zhì)檢測的準(zhǔn)確性，因此開展拉曼光譜基線校正和噪聲抑制技術(shù)研究具有重要意義。本文采用理論分析、仿真分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，針對拉曼光譜中的噪聲和基線漂移影響拉曼光譜檢測有效性的問題，開展了噪聲抑制技術(shù)和基線校正技術(shù)研究。
　

2、　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了拉曼光譜的基本理論，分析了拉曼光譜中噪聲的來源和分類，研究了拉曼光譜中基線漂移現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。⑵開展了拉曼光譜噪聲抑制技術(shù)研究。在討論了移動窗口平均法、移動窗口均值法和 Savitzky-Golay最小二乘法各自局限性的基礎(chǔ)上完成了基于多尺度自適應(yīng)動態(tài)窗口平均法的噪聲抑制方案的設(shè)計(jì)，并仿真驗(yàn)證了方案的去噪效果。方案解決了拉曼光譜噪聲抑制技術(shù)中噪聲抑制程度與光譜失真程度無法兼顧的問題，實(shí)現(xiàn)了噪聲抑制的自適應(yīng)。

3、⑶針對拉曼光譜中的基線漂移現(xiàn)象，開展了基線校正技術(shù)研究。討論了極小值分段線性擬合法和移動窗口局部極值中值法的局限性，完成了基于局部動態(tài)移動平均自適應(yīng)方法的基線校正方案的設(shè)計(jì)，并通過仿真對比驗(yàn)證了方案的基線校正效果。方案通過計(jì)算每次迭代中估計(jì)基線的殘差并與其標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行比較，自動確定擬合區(qū)間寬度，解決了基線校正技術(shù)中基線估計(jì)不準(zhǔn)確的問題，實(shí)現(xiàn)了基線校正的自適應(yīng)。⑷開展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，通過搭建拉曼光譜物質(zhì)檢測平臺開展的測試驗(yàn)證結(jié)果表明，論文所