王梓儒:基于极值统计的拉曼光谱信噪比评估方法与应用论文

王梓儒:基于极值统计的拉曼光谱信噪比评估方法与应用论文

本文主要研究内容

作者王梓儒,刘铭晖,刘恩凯,董作人,蔡圣闻,殷磊,刘峰(2019)在《基于极值统计的拉曼光谱信噪比评估方法与应用》一文中研究指出:随着近年来便携式光谱仪技术的迅速发展, CCD光谱仪相对于传统光谱仪在光谱收集方式上发生了很多变化:(1)采集到的光谱对信号进行叠加积分,传统信噪比评估方法无法通过单次检测获得探测器波动;(2)对于谱图噪声(谱线随机波动),由探测器响应随机波动和扫描重复误差转变为CCD探测器像素响应差异、探测器随机噪声和与光学系统分辨力有关的模式噪声。噪声类型发生改变,导致原有的光谱质量评价方法适用性变差,基于实测光谱提出更具适应性的光谱质量评价方法具有很强的现实意义。根据拉曼光谱仪检测器的变化,对采集光谱信号的成分进行分析,在该分析的基础上提出了CCD光谱仪的噪声模型假设,根据该假设使用不同的信号极值点频率对不同的噪声进行像素分离,并对噪声频率模式进行了数值模拟,模拟结果与假设相符;在此基础上提出并实验验证了通过谱线极值间距评估谱线噪声的拉曼光谱信噪比评估方法,该方法包括以下两个步骤:(1)通过采集多次实测光谱进行叠加,叠加过程中对对应不同频次的光谱极值点数量进行统计,得到统计结果后基于文中规律分离光谱仪中的环境噪声和暗噪声;(2)应用上述分离结果,对实测光谱中对应暗噪声的谱线极值点作统计平均,再将该值应用于文中公式,计算得到信噪比。该方法在进行了步骤(1)的前期准备后,可以通过单张谱图评估CCD拉曼光谱仪的随机噪声,并用于评估光谱的信噪比。基于光学构架相同、 CCD探测器不同的三个拉曼光谱系统进行实验,采用该方法通过设定信噪比阈值对谱图质量进行控制,获得了一致的光谱曲线;基于该方法对同步叠加平均法进行信噪比拟合,拟合优度达到98%。该方法可用于拉曼光谱仪的性能评估和获取拉曼光谱谱图的质量实时控制。理论和实验表明:对于基于CCD探测器的拉曼光谱仪器,当确定样品和特征峰时,可以基于此方法获得信噪比。该方法还可用于比对不同配置的拉曼光谱设备,以及作为控制谱图质量一致性的标准,并对基于拉曼光谱技术的智能鉴别系统的开发具有指导意义。

Abstract

sui zhao jin nian lai bian xie shi guang pu yi ji shu de xun su fa zhan , CCDguang pu yi xiang dui yu chuan tong guang pu yi zai guang pu shou ji fang shi shang fa sheng le hen duo bian hua :(1)cai ji dao de guang pu dui xin hao jin hang die jia ji fen ,chuan tong xin zao bi ping gu fang fa mo fa tong guo chan ci jian ce huo de tan ce qi bo dong ;(2)dui yu pu tu zao sheng (pu xian sui ji bo dong ),you tan ce qi xiang ying sui ji bo dong he sao miao chong fu wu cha zhuai bian wei CCDtan ce qi xiang su xiang ying cha yi 、tan ce qi sui ji zao sheng he yu guang xue ji tong fen bian li you guan de mo shi zao sheng 。zao sheng lei xing fa sheng gai bian ,dao zhi yuan you de guang pu zhi liang ping jia fang fa kuo yong xing bian cha ,ji yu shi ce guang pu di chu geng ju kuo ying xing de guang pu zhi liang ping jia fang fa ju you hen jiang de xian shi yi yi 。gen ju la man guang pu yi jian ce qi de bian hua ,dui cai ji guang pu xin hao de cheng fen jin hang fen xi ,zai gai fen xi de ji chu shang di chu le CCDguang pu yi de zao sheng mo xing jia she ,gen ju gai jia she shi yong bu tong de xin hao ji zhi dian pin lv dui bu tong de zao sheng jin hang xiang su fen li ,bing dui zao sheng pin lv mo shi jin hang le shu zhi mo ni ,mo ni jie guo yu jia she xiang fu ;zai ci ji chu shang di chu bing shi yan yan zheng le tong guo pu xian ji zhi jian ju ping gu pu xian zao sheng de la man guang pu xin zao bi ping gu fang fa ,gai fang fa bao gua yi xia liang ge bu zhou :(1)tong guo cai ji duo ci shi ce guang pu jin hang die jia ,die jia guo cheng zhong dui dui ying bu tong pin ci de guang pu ji zhi dian shu liang jin hang tong ji ,de dao tong ji jie guo hou ji yu wen zhong gui lv fen li guang pu yi zhong de huan jing zao sheng he an zao sheng ;(2)ying yong shang shu fen li jie guo ,dui shi ce guang pu zhong dui ying an zao sheng de pu xian ji zhi dian zuo tong ji ping jun ,zai jiang gai zhi ying yong yu wen zhong gong shi ,ji suan de dao xin zao bi 。gai fang fa zai jin hang le bu zhou (1)de qian ji zhun bei hou ,ke yi tong guo chan zhang pu tu ping gu CCDla man guang pu yi de sui ji zao sheng ,bing yong yu ping gu guang pu de xin zao bi 。ji yu guang xue gou jia xiang tong 、 CCDtan ce qi bu tong de san ge la man guang pu ji tong jin hang shi yan ,cai yong gai fang fa tong guo she ding xin zao bi yu zhi dui pu tu zhi liang jin hang kong zhi ,huo de le yi zhi de guang pu qu xian ;ji yu gai fang fa dui tong bu die jia ping jun fa jin hang xin zao bi ni ge ,ni ge you du da dao 98%。gai fang fa ke yong yu la man guang pu yi de xing neng ping gu he huo qu la man guang pu pu tu de zhi liang shi shi kong zhi 。li lun he shi yan biao ming :dui yu ji yu CCDtan ce qi de la man guang pu yi qi ,dang que ding yang pin he te zheng feng shi ,ke yi ji yu ci fang fa huo de xin zao bi 。gai fang fa hai ke yong yu bi dui bu tong pei zhi de la man guang pu she bei ,yi ji zuo wei kong zhi pu tu zhi liang yi zhi xing de biao zhun ,bing dui ji yu la man guang pu ji shu de zhi neng jian bie ji tong de kai fa ju you zhi dao yi yi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自光谱学与光谱分析的王梓儒,刘铭晖,刘恩凯,董作人,蔡圣闻,殷磊,刘峰,发表于刊物光谱学与光谱分析2019年04期论文,是一篇关于光谱学论文,信噪比估计论文,噪声模型论文,拉曼光谱仪论文,固定模式噪声论文,光谱学与光谱分析2019年04期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自光谱学与光谱分析2019年04期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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