[發(fā)明專利]一種去除光譜基線的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910828020.0
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110553989A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡正杰;袁海軍;馬建州
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫創(chuàng)想分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 32340 無錫派爾特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開一種去除光譜基線的方法，屬于光譜分析技術(shù)領(lǐng)域。首先讀取原始數(shù)據(jù)；再找到光譜基線趨勢的拐點；接著擬合每個區(qū)域內(nèi)的光譜基線；最后用原始數(shù)據(jù)減去各個區(qū)域的擬合光譜基線，實現(xiàn)光譜基線校正。通過把光譜基線劃分若干個區(qū)域，再對各個區(qū)域內(nèi)的光譜基線進行多項式擬合，實現(xiàn)扣除光譜基線的算法。無需事先設(shè)置任何參數(shù)，并且對所有不同基線趨勢的光譜基線都適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種去除光譜基線的方法。

背景技術(shù)

目前已經(jīng)有不少學術(shù)論文、專利發(fā)表了有關(guān)去除光譜基線的算法研究成果，其中比較常見的有：多項式迭代擬合法，小波變換法，一階導(dǎo)數(shù)法等等。然而在實際中，這些方法都有各自的限制條件。

多項式迭代擬合法需要事先設(shè)置多項式階數(shù)，確定基線趨勢。對于不同波長范圍的多通道系統(tǒng)，噪聲和雜散光干擾產(chǎn)生的基線趨勢存在差異，無法統(tǒng)一用某一階數(shù)的多項式完美擬合；

小波變換法則需要設(shè)置好小波基種類，小波分解層數(shù)以及高頻濾波閾值。但是哪種小波基種類或者多少分解層數(shù)適合具體實際中某一譜線，并沒有文獻指導(dǎo)，需要不斷手動調(diào)整嘗試，這為譜線的預(yù)處理工作帶來了繁瑣。雖然有文獻比較了不同小波基以及不同分解層數(shù)對某一譜線的影響，最后得出在某參數(shù)下，去基線效果最好；然而其結(jié)論并沒有推廣到其他譜線，所以在實際中沒有任何指導(dǎo)意義；

對于一階導(dǎo)數(shù)法，申請?zhí)枮?01410006439.5的發(fā)明專利公開了基于一階導(dǎo)數(shù)尋峰和樣條擬合的光譜基線校正方法，在其描述內(nèi)，原始譜圖實在過于簡單，所用的譜線可以看成是二次多項式表達的基線再加上幾個標準的高斯峰。然而在實際產(chǎn)生的譜線內(nèi)，除了高斯峰形外，還可能存在肩峰，重疊峰，而一階導(dǎo)數(shù)法無法識別這些肩峰，重疊峰，導(dǎo)致譜線失真變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種去除光譜基線的方法，以解決現(xiàn)有去除光譜基線的方法只能校正某一類型的基線趨勢，或需要手動設(shè)置參數(shù)、處理效率低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種去除光譜基線的方法，包括：

步驟一，讀取原始數(shù)據(jù)；

步驟二，找到基線趨勢的拐點；

步驟三，擬合每個區(qū)域內(nèi)的基線；

步驟四，用原始數(shù)據(jù)減去各個區(qū)域的擬合基線，實現(xiàn)基線校正。

可選的，所述原始數(shù)據(jù)包括若干個CCD采集數(shù)據(jù)。

可選的，所述步驟二中根據(jù)光譜強度判斷公式I(i)<I(i-1)<I(i-2)且I(i)<I(i+1)<I(i+2)，找到基線趨勢的拐點；其中I(i)為譜線中第i個采樣點的光強值；I(i-1)為第i-1個采樣點的光強值；I(i-2)為第i-2個采樣點的光強值；I(i+1)為第i+1個采樣點的光強值；I(i+2)為第i+2個采樣點的光強值。

可選的，在所述步驟二前，所述去除光譜基線的方法還包括：

通過相鄰采集點之間的強度值比較，找到譜線上所有的光強極小值所在的采集點；

通過閾值判斷公式，去除肩峰以及重疊峰上的光強極小值所在的采集點。

可選的，根據(jù)光譜強度判斷公式I(i)<I(i-1)<I(i-2)且I(i)<I(i+1)<I(i+2)，找到譜線上的極小值。

可選的，通過如下閾值判斷公式去除肩峰以及重疊峰上的極小值：

I_{肩峰，重疊峰}>3/2*I_min；

其中，I_{肩峰，重疊峰}為肩峰，重疊峰上的光譜強度；I_min為所有采樣點組成的光譜中的最小光強值。