改進(jìn)的紫外拉曼光譜分段線性擬合基線校正方法

趙 曼，郭一新，何玉青*，郭 宏，金偉其,任林茂，2

1.北京理工大學(xué)光電學(xué)院，光電成像技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081 2.鐵道警察學(xué)院，河南 鄭州 450053

引 言

拉曼光譜分析作為一種分子光譜檢測(cè)方法，具有無需樣品前處理和制備過程、操作簡(jiǎn)便、不損傷樣品、測(cè)定時(shí)間短、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[1]。但其往往伴隨熒光背景，增加了獲取拉曼光譜信息的難度，直接影響樣品定性定量分析。因此，拉曼光譜分析需進(jìn)行基線校正來消除熒光干擾。

常用的基線校正方法有多項(xiàng)式擬合[2]、小波變換[3]、平滑法等，其中多項(xiàng)式擬合法基于最小二乘法確定多項(xiàng)式系數(shù)得到擬合基線，原理簡(jiǎn)單但存在階數(shù)選擇的問題。小波變換法的實(shí)質(zhì)是將信號(hào)分解成一系列不同頻率正弦波疊加，可將光譜中的低頻和高頻信號(hào)分開，難點(diǎn)是選擇最佳分解方法，計(jì)算量和難度較大。平滑法利用循環(huán)迭代平滑的方法不斷逼近基線，每次迭代都需判斷是否滿足條件，計(jì)算量較大。另一種常用方法是分段線性擬合，覃趙軍等針對(duì)特征峰定義擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過線性擬合方法分段擬合背景基線，達(dá)到了較好的校正效果，不足之處在于需要人工定義擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)，也存在目標(biāo)點(diǎn)定位不準(zhǔn)導(dǎo)致的過校正現(xiàn)象，且處理過程繁瑣，不利于光譜信息的快速提取。

實(shí)際上，良好的基線校正應(yīng)結(jié)合可能的光譜特征，為此，在對(duì)紫外拉曼與熒光光譜特征分析的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)相對(duì)簡(jiǎn)單的分段線性擬合基線法，研究一種自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)位置的分段線性擬合方法，以實(shí)現(xiàn)從樣品的混合光譜中有效分離出拉曼光譜。……