基于局部对称重加权惩罚最小二乘的拉曼基线校正

作     者：赵恒 陈娱欣 续小丁 胡波 Zhao Heng;Chen Yuxin;Xu Xiaoding;Hu Bo

作者机构：西安电子科技大学生命科学技术学院陕西西安710126 西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2018年第45卷第12期

页      面：274-285页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFC0102004) 

主　　题：光谱学 基线校正 惩罚最小二乘 拉曼光谱 softsign函数 

摘      要：拉曼光谱分析技术具有快速响应、非接触、检测限制小、灵敏度高的优点,广泛应用于生产生活的众多领域。然而实际测得的原始拉曼光谱总会有不同程度的基线漂移,严重影响光谱分析的有效性和准确性。针对现有基线校正方法容易造成估计基线偏低、校正后光谱抬升的问题,提出了一种基于局部对称重加权惩罚最小二乘(LSRPLS)的基线校正算法,该算法在非对称惩罚最小二乘的基础上,使用softsign函数引入局部对称加权的思想,对光谱中无谱峰的基线区域赋予相近的权重,并通过迭代调整估计基线的权重。在模拟和实际拉曼光谱上分别进行了验证。实验结果表明:LSRPLS基线校正算法不仅能对不同类型的光谱基线进行校正,而且与现有的基线校正方法相比,具有更高的准确度和稳定性。基线校正后的光谱在主成分空间上的聚集度得到提升,模型的分类准确性明显提高,说明LSRPLS算法在去除基线的同时,能够保留光谱的有效信息,为拉曼光谱的进一步分析提供了依据。