[发明专利]一种去除光谱基线的方法

说明书

本发明公开一种去除光谱基线的方法，属于光谱分析技术领域。首先读取原始数据；再找到光谱基线趋势的拐点；接着拟合每个区域内的光谱基线；最后用原始数据减去各个区域的拟合光谱基线，实现光谱基线校正。通过把光谱基线划分若干个区域，再对各个区域内的光谱基线进行多项式拟合，实现扣除光谱基线的算法。无需事先设置任何参数，并且对所有不同基线趋势的光谱基线都适用。

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，特别涉及一种去除光谱基线的方法。

背景技术

目前已经有不少学术论文、专利发表了有关去除光谱基线的算法研究成果，其中比较常见的有：多项式迭代拟合法，小波变换法，一阶导数法等等。然而在实际中，这些方法都有各自的限制条件。

多项式迭代拟合法需要事先设置多项式阶数，确定基线趋势。对于不同波长范围的多通道系统，噪声和杂散光干扰产生的基线趋势存在差异，无法统一用某一阶数的多项式完美拟合；

小波变换法则需要设置好小波基种类，小波分解层数以及高频滤波阈值。但是哪种小波基种类或者多少分解层数适合具体实际中某一谱线，并没有文献指导，需要不断手动调整尝试，这为谱线的预处理工作带来了繁琐。虽然有文献比较了不同小波基以及不同分解层数对某一谱线的影响，最后得出在某参数下，去基线效果最好；然而其结论并没有推广到其他谱线，所以在实际中没有任何指导意义；

对于一阶导数法，申请号为201410006439.5的发明专利公开了基于一阶导数寻峰和样条拟合的光谱基线校正方法，在其描述内，原始谱图实在过于简单，所用的谱线可以看成是二次多项式表达的基线再加上几个标准的高斯峰。然而在实际产生的谱线内，除了高斯峰形外，还可能存在肩峰，重叠峰，而一阶导数法无法识别这些肩峰，重叠峰，导致谱线失真变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除光谱基线的方法，以解决现有去除光谱基线的方法只能校正某一类型的基线趋势，或需要手动设置参数、处理效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种去除光谱基线的方法，包括：

步骤一，读取原始数据；

步骤二，找到基线趋势的拐点；

步骤三，拟合每个区域内的基线；

步骤四，用原始数据减去各个区域的拟合基线，实现基线校正。

可选的，所述原始数据包括若干个CCD采集数据。

可选的，所述步骤二中根据光谱强度判断公式I(i)<I(i-1)<I(i-2)且I(i)<I(i+1)<I(i+2)，找到基线趋势的拐点；其中I(i)为谱线中第i个采样点的光强值；I(i-1)为第i-1个采样点的光强值；I(i-2)为第i-2个采样点的光强值；I(i+1)为第i+1个采样点的光强值；I(i+2)为第i+2个采样点的光强值。

可选的，在所述步骤二前，所述去除光谱基线的方法还包括：

通过相邻采集点之间的强度值比较，找到谱线上所有的光强极小值所在的采集点；

通过阈值判断公式，去除肩峰以及重叠峰上的光强极小值所在的采集点。

可选的，根据光谱强度判断公式I(i)<I(i-1)<I(i-2)且I(i)<I(i+1)<I(i+2)，找到谱线上的极小值。

可选的，通过如下阈值判断公式去除肩峰以及重叠峰上的极小值：

I_{肩峰，重叠峰}>3/2*I_min；

其中，I_{肩峰，重叠峰}为肩峰，重叠峰上的光谱强度；I_min为所有采样点组成的光谱中的最小光强值。