[发明专利]一种样品瓶固定干扰噪声的拉曼光谱去除方法

说明书

技术领域

本发明属于光谱检测的技术领域，具体涉及一种去除拉曼光谱散射固定干扰噪声的方法。

背景技术

近年来随着经济的发展，执法部门对用于安全检测的仪器设备需求越来越高，拉曼光谱 是一种指纹图谱式检测技术，在多个领域具有广泛应用。但是使用拉曼光谱检测时，一般样 品均需放置在透明包装内进行采样检测，而透明包装所产生的拉曼光谱信号随着样品的信号 被采集到图谱中，通常无法通过滤光片滤除，严重干扰检测效果。因透明包装经过激光照射 后，或产生拉曼散射，拉曼光谱仪中滤光片无法滤去，导致检测样品带有包装的散射峰，如 样品瓶所产在波数为1400cm^-1附件的干扰，会造成单峰、叠加峰等多种模式干扰，对检测结 果影响巨大，导致光谱数据匹配及检测结果输出准确度下降。

因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种样品瓶固定干扰噪声的拉曼光谱 去除方办法，能够解决样品瓶所产生的固定拉曼散射干扰，对放置在样品瓶中的待测物输出 更为准备的检测图谱及匹配结果，能够解决长久以来困扰拉曼检测样品瓶产生的干扰问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种样品瓶固定干扰噪声的拉曼光谱去除方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)原始环境的背景光谱信息采集；

2)对背景光谱信息进行平滑、降噪、谱峰识别处理后生成的基线；

3)对空样品瓶进行光谱信息采集；

4)对空样品瓶光谱信息进行处理，得到处理后空样品瓶的拉曼光谱，并对生成的谱峰进 行位置识别处理；位置识别处理:即从所得光谱的峰顶部位置出发，分别向左右两边延伸，在 峰底部第一次到达最小值作为左边界L、右边界R，从左边界L、右边界R开始，逐次向外延 伸，即L,L-1，L-2…；R,R-1，R-1，R-2…,直到遇到新峰边界或预定值为止，结合高斯分布， 确定峰边界,识别得到空样品瓶光谱谱峰的位置；

5)对装有待测物的样品瓶检测，进行光谱信息采集；

6)对装有待测物的样品瓶光谱信息进行处理，得到处理后装有待测物样品瓶的拉曼光谱， 并对生成的谱峰进行位置识别处理；位置识别处理:从所得光谱的峰顶部位置出发，分别向左 右两边延伸，在峰底部第一次到达最小值作为左边界L、右边界R，从左边界L、右边界R开 始，逐次向外延伸，即L,L-1，L-2…；R,R-1，R-1，R-2…,直到遇到新峰边界或预定值为止， 结合高斯分布，确定峰边界，识别得到装有待测物样品瓶光谱谱峰的位置；

7)依据步骤4)中空样品瓶光谱谱峰中识别的位置，对步骤6)中得到的经过位置识别 处理的装有待测物样品瓶的拉曼光谱进行扣除干扰峰处理，扣除干扰峰处理:即采用渐进方式 从装有待测物样品瓶的拉曼光谱中将空样品瓶光谱的峰面积值扣减；

8)对经过扣除干扰峰处理后的谱峰进行平滑、降噪、谱峰识别处理，最后得到无样品瓶 干扰的待测物拉曼光谱。

进一步地，所述步骤4)或步骤6)中对生成的谱峰进行位置识别处理，步骤如下：先使 用一阶导数将处理后的谱图进行寻峰，然后对峰位置进行定位，找出峰位置；再根据峰位置， 通过差值法对比左右二边的数据值确定峰对应的波数范围。

所述位置识别处理，具体方式如下：根据峰位置，通过差值比对法确定峰对应的波数范围，通过高斯分布判别峰值区域，这里u为高斯分布平均值，σ为均方差，曲线拐点在x＝u±2σ处。当|x-u|≤3σ时，Y＝0.9974，表明落在此区间外的面积不足0.3％，可认为X几乎在该区间外取值，当|x-u|≤6σ时，Y＝0.9999966，可认为X完全不在该区间外面取值。

所述步骤7)中，扣除干扰峰处理可分为单峰扣除法和叠加峰扣除法两种，其光谱的峰 面积值是这样确定的：从峰位置出发，分别向两边延伸，在峰底部第一次到达最小值作为左 边界L、右边界R，从左边界L、右边界R开始，逐次向外延伸，即L,L-1，L-2…；R,R-1，R-2，…, 直到遇到新峰边界或预定值为止，结合高斯分布，确定峰边界，每次改变边界，均重新计算 峰面积，最后将所计算的峰面积求出平均值，即为峰面积值；

峰面积公式为：