拉曼光谱的局域动态移动平均全自动基线校准算法

作     者：高鹏飞 杨蕊 季江 郭汉明 瑚琦 庄松林 GAO Peng-fei;YANG Rui;JI Jiang;GUO Han-ming;HU Qi;ZHUANG Song-lin

作者机构：上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程研究中心上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海医疗器械高等专科学校医学影像工程系上海200093 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2015年第35卷第5期

页      面：1281-1285页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61178079) 霍英东教育基金会青年教师基金项目(121010) 上海市教育委员会科研创新项目(13SG47) 上海市研究生创新基金项目(JWCXSL1301) 上海智能家居大规模物联共性技术工程中心项目(GCZX14014) 沪江基金研究基地专项(C14001)资助 

主　　题：拉曼光谱 基线校准 光谱平滑 窗口平均 

摘      要：基线校准是极其重要的光谱预处理步骤,能够显著提高后续光谱分析算法的准确性。目前基线校准算法大多数都是手动或半自动的,手动基线校准算法完全依赖于用户的经验,个人主观因素会严重影响基线校准的准确性,半自动基线校准需要针对不同的拉曼光谱设置不同的优化参数,使用不便。提出了一种局域动态移动平均(LDMA)全自动基线校准算法,并且详细阐明了该算法的基本思想和具体算法步骤。该算法采用了改进移动平均算法(MMA)实现拉曼光谱峰的逐渐剥离,通过自动识别原始拉曼光谱的基线子区间来将整个拉曼光谱区间自动分割为多个拉曼峰子区间,从而实现了在每个拉曼峰子区间中动态改变MMA窗口半宽度和控制平滑迭代次数,最大程度地避免了基线校准过度和基线欠校准现象。无论对于凸形基线、指数形基线、反曲线形基线模拟拉曼光谱,还是真实物质的拉曼光谱,LDMA全自动基线校准算法都取得了很好的基线校准效果。