CN103940803A - 一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，针对采集到的原始数据在制作原始谱图，并成为原始谱图数据的过程中发生的变化，对原始谱图中的原始谱图数据进行校正。利用本发明中的基线校正方法，对原始谱图数据进行校正，使校正后的原始谱图数据更接近原始数据，提高了原始谱图数据的精度，进而提高了基线校正精度，使校正精度提高至少0.1％。
Description
技术领域
本发明涉及图谱分析领域，更具体涉及一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法。适用于拉曼光谱，红外光谱等各种谱图的分析和后期数据处理。
背景技术
基线失真会对谱图解析以及谱图定量分析造成很大的影响，消除基线失真是谱图后期数据处理的一个必要步骤。目前，广泛的基线校正方式是，对原始采集到的数据构成的原始谱图，经过一定的公式转换生成拉曼光谱或红外光谱等光谱，然后对转换后的光谱进行降噪、平滑校正、标准化处理等预处理，消除基线失真。但是，由于仪器本身的影响和原始谱图的固有特性，使采集到的原始数据制作成原始谱图的过程中，使原始数据失真，精度降低，对谱图解析以及谱图定量分析造成一定的影响。
发明内容
本发明针对上述不足，提出了一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法，提高了基线校正的精度。
本发明提供的技术方案为：
一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法，包括以下步骤：
步骤一、拉曼光谱仪以被测物的散射光的电信号为横坐标，以散射光的强度为纵坐标制作原始谱图；
步骤二、在所述原始谱图中，从头开始将每n个连续分布的原始谱图数据分为一组，其中，n为奇数，且n≥5，并且每组原始谱图数据绘制一条待校正曲线；
步骤三、判断是否对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正，其判断条件为：当第m个原始谱图数据的纵坐标为相应的待校正曲线的最大值时，则对该第m个原始谱图数据进行校正，其中，m＝(n+1)/2，否则放弃校正；
步骤四、按照以下规则对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正：以第1个原始谱图数据和第n个原始谱图数据中纵坐标较大的一个数据为第一基准点，经过第一基准点的一水平直线与相应的待校正曲线相交于第二基准点，经过第m个原始谱图数据的水平直线与第一基准点和第二基准点的连线的中点的一垂线相交于一交点，该交点为第m个原始谱图数据的校正点，该组原始谱图数据中其他原始谱图数据不变；
步骤五、利用所有的放弃校正的原始谱图数据以及所有的经过校正的原始谱图数据重新制作校正后的原始谱图，并利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱。
优选的是，所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法中，所述步骤二中，n取值为5。
优选的是，所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法中，所述步骤五中，在利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还利用自动校正算法将所述校正后的原始谱图中的所有数据的纵坐标调节至预定范围内，所述预定范围为3×104～5×104cd。
优选的是，所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法中，在步骤五中，将所述校正后的原始谱图的所有数据的纵坐标均以相同的比例系数进行缩小，直至所有数据的纵坐标都位于所述预定范围内。
优选的是，所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法中，所述步骤五中，在利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还对校正后的原始谱图进行降噪和平滑校正处理。
优选的是，所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法中，所述步骤五中，利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱时，将所述校正后的原始谱图的横坐标计算为拉曼位移。
本发明所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，针对采集到的原始数据在制作原始谱图，并成为原始谱图数据的过程中的失真现象，对原始谱图中的原始谱图数据进行校正。利用本发明中的基线校正方法，对原始谱图数据进行校正，使校正后的原始谱图数据更接近原始数据，提高了原始谱图数据的精度，进而提高了基线校正精度，使校正精度提高至少0.1％。
附图说明
图1为本发明所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法，包括以下步骤：
步骤一、拉曼光谱仪以被测物的散射光的电信号为横坐标，以散射光的强度为纵坐标制作原始谱图；
步骤二、在原始谱图中，从头开始将每n个连续分布的原始谱图数据分为一组，其中，n为奇数，且n≥5，并且每组原始谱图数据绘制一条待校正曲线；
步骤三、判断是否对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正，其判断条件为：当第m个原始谱图数据的纵坐标为相应的待校正曲线的最大值时，则对该第m个原始谱图数据进行校正，其中，m＝(n+1)/2，否则放弃校正；
步骤四、按照以下规则对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正：以第1个原始谱图数据和第n个原始谱图数据中纵坐标较大的一个数据为第一基准点，经过第一基准点的一水平直线与相应的待校正曲线相交于第二基准点，经过第m个原始谱图数据的水平直线与第一基准点和第二基准点的连线的中点的一垂线相交于一交点，该交点为第m个原始谱图数据的校正点，该组原始谱图数据中其他原始谱图数据不变；
步骤五、利用放弃校正的原始谱图数据以及所有的经过校正的原始谱图数据重新制作校正后的原始谱图，并利用校正后的原始谱图制作拉曼光谱。
在步骤二中，n取值为5。在步骤三中，对每组原始谱图数据中的中间数据进行峰值的判断，每5个原始谱图数据构成一个判断峰值的条件。当n的取值为3时，不足以构成判断峰的条件，当n取值大于5时，可以构成判断峰的条件，但是校正的精度降低，n的取值越大，精度越低。
在步骤五中，在利用校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还利用自动校正算法将校正后的原始谱图中的所有数据的纵坐标调节至预定范围内，该预定范围为3×104～5×104cd。在步骤五中，将校正后的原始谱图的所有数据的纵坐标均以相同的比例系数进行缩小，直至所有数据的纵坐标都位于预定范围内。此外，在校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还对校正后的原始谱图进行降噪和平滑校正处理。
对校正后的原始谱图制作拉曼谱图之前，需要进行标准化处理，使其与标准谱图相对应。
在步骤五中，利用校正后的原始谱图制作拉曼光谱时，将校正后的原始谱图的横坐标计算为拉曼位移。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、拉曼光谱仪以被测物的散射光的电信号为横坐标，以散射光的强度为纵坐标制作原始谱图；
步骤二、在所述原始谱图中，从头开始将每n个连续分布的原始谱图数据分为一组，其中，n为奇数，且n≥5，并且每组原始谱图数据绘制一条待校正曲线；
步骤三、判断是否对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正，其判断条件为：当第m个原始谱图数据的纵坐标为相应的待校正曲线的最大值时，则对该第m个原始谱图数据进行校正，其中，m＝(n+1)/2，否则放弃校正；
步骤四、按照以下规则对一组原始谱图数据的第m个原始谱图数据进行校正：以第1个原始谱图数据和第n个原始谱图数据中纵坐标较大的一个数据为第一基准点，经过第一基准点的一水平直线与相应的待校正曲线相交于第二基准点，经过第m个原始谱图数据的水平直线与第一基准点和第二基准点的连线的中点的一垂线相交于一交点，该交点为第m个原始谱图数据的校正点，该组原始谱图数据中其他原始谱图数据不变；
步骤五、利用所有的放弃校正的原始谱图数据以及所有的经过校正的原始谱图数据重新制作校正后的原始谱图，并利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱。
2.如权利要求1所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，所述步骤二中，n取值为5。
3.如权利要求1或2所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，所述步骤五中，在利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还利用自动校正算法将所述校正后的原始谱图中的所有数据的纵坐标调节至预定范围内，所述预定范围为3×104～5×104cd。
4.如权利要求3所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，在步骤五中，将所述校正后的原始谱图的所有数据的纵坐标均以相同的比例系数进行缩小，直至所有数据的纵坐标都位于所述预定范围内。
5.如权利要求4所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，所述步骤五中，在利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱之前，还对校正后的原始谱图进行降噪和平滑校正处理。
6.如权利要求1所述的拉曼光谱分析的自动基线校正方法，其特征在于，所述步骤五中，利用所述校正后的原始谱图制作拉曼光谱时，将所述校正后的原始谱图的横坐标计算为拉曼位移。
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