自適應拉曼光譜成像數據去噪及其在植物細胞壁光譜分析中的應用

張遜+陳勝+吳博士+楊桂花+許鳳

摘 要 拉曼光譜成像數據存在基線漂移與宇宙射線干擾峰兩類噪聲信號，無法直接用于光譜分析研究，必須去除。現有單光譜去噪方法處理結果不穩定、可重復性差。針對這一問題，本研究提出了一種自適應拉曼光譜成像數據新型去噪法，采用優化的自適應迭代懲罰最小二乘法（Adaptive iteratively reweighted penalized leastsquares，airPLS）和基于主成分分析（PCA）的干擾峰消除算法修正光譜基線漂移和宇宙射線干擾峰，具有輸入參數少、光譜失真小、處理速度快、去噪結果穩定等優點。利用本方法去除了芒草（Miscanthus sinensis）細胞壁拉曼光譜成像數據（9010條光譜）中的噪聲信號，并對去噪后數據進行PCA和聚類分析（CA），成功區分非植物光譜與植物光譜，分類結果優于未去噪數據。預期本方法可應用于其它光譜成像數據去噪，為光譜的解譯和定量分析提供可靠的研究基礎。endprint