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談談時間門控拉曼光譜數(shù)據(jù)降噪方法與流程
閱讀：654 發(fā)布時間：2022-8-8 時間門控拉曼光譜技術作為一種通過檢測物質在單色光照射產生的散射光譜，可提供快速、簡單、可重復且無損傷的定性定量分析。近年來，隨著激光技術和CCD檢測技術的發(fā)展，拉曼光譜已經廣泛應用于固體和液體材料的結構檢測和性能分析。
然而時間門控拉曼光譜用于檢測物質時，除了得到包含待測物的拉曼信號外，還會受到激光器波動、檢測環(huán)境變化及樣品本身等因素的干擾，這些干擾信號包括熒光背景干擾和不同程度的噪聲。其中，拉曼光譜信號的噪聲信號主要來源于CCD陣列檢測器，包含光子散粒噪聲和暗噪聲。光子散粒噪聲是CCD檢測器在收集光子時出現(xiàn)的統(tǒng)計誤差，其本質在于通過CCD測量得到的光強能夠給出收集到的光子的平均數(shù)量，但無法得知任意時刻實際收集到的光子數(shù)量。當噪聲振幅較大時，會引起拉曼譜圖的抖動，出現(xiàn)毛刺尖峰，光譜的信噪比會降低，這將嚴重影響拉曼特征峰的提取以及待測物質的識別，降低拉曼光譜數(shù)據(jù)用于物質成分濃度分析的準確性。因此，對于降低拉曼信號噪聲的研究，一直引起學者的關注。
目前減小時間門控拉曼光譜信號噪聲的方法主要有兩個方面，拉曼光譜檢測系統(tǒng)的改良以及數(shù)據(jù)預處理方法?，F(xiàn)階段拉曼光譜檢測系統(tǒng)的改良成本很高且無法*消除由于系統(tǒng)本身影響帶來的隨機噪聲，數(shù)據(jù)預處理算法有很好的效果且成本較低。常用的方法主要基于小波的時頻局域化特性，通過小波變換分解信號為高頻和低頻部分，但需要人為確定截斷尺度等參數(shù)，降噪結果受操作者人為因素影響，并且僅適用于信號頻率與噪聲頻率相差較大的情況。另一種小波濾波方法利用信號和噪聲的小波系數(shù)模值隨尺度變化規(guī)律不同，將二者區(qū)分，但主要用于低頻噪聲的情況，且噪聲去除的不夠*。