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改进的紫外拉曼光谱分段线性拟合基线校正方法

2020-06-13郭一新何玉青金伟其任林茂

光谱学与光谱分析 2020年6期
关键词:特征方法

赵 曼,郭一新,何玉青*,郭 宏,金伟其,任林茂,2

1.北京理工大学光电学院,光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081 2.铁道警察学院,河南 郑州 450053

引 言

拉曼光谱分析作为一种分子光谱检测方法,具有无需样品前处理和制备过程、操作简便、不损伤样品、测定时间短、灵敏度高等优点[1]。但其往往伴随荧光背景,增加了获取拉曼光谱信息的难度,直接影响样品定性定量分析。因此,拉曼光谱分析需进行基线校正来消除荧光干扰。

常用的基线校正方法有多项式拟合[2]、小波变换[3]、平滑法等,其中多项式拟合法基于最小二乘法确定多项式系数得到拟合基线,原理简单但存在阶数选择的问题。小波变换法的实质是将信号分解成一系列不同频率正弦波叠加,可将光谱中的低频和高频信号分开,难点是选择最佳分解方法,计算量和难度较大。平滑法利用循环迭代平滑的方法不断逼近基线,每次迭代都需判断是否满足条件,计算量较大。另一种常用方法是分段线性拟合,覃赵军等针对特征峰定义拟合数据点,通过线性拟合方法分段拟合背景基线,达到了较好的校正效果,不足之处在于需要人工定义拟合数据点,也存在目标点定位不准导致的过校正现象,且处理过程繁琐,不利于光谱信息的快速提取。

实际上,良好的基线校正应结合可能的光谱特征,为此,在对紫外拉曼与荧光光谱特征分析的基础上,通过改进相对简单的分段线性拟合基线法,研究一种自动识别目标点位置的分段线性拟合方法,以实现从样品的混合光谱中有效分离出拉曼光谱。……

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