JPH0332727B2 - - Google Patents

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JPH0332727B2
JPH0332727B2 JP19343381A JP19343381A JPH0332727B2 JP H0332727 B2 JPH0332727 B2 JP H0332727B2 JP 19343381 A JP19343381 A JP 19343381A JP 19343381 A JP19343381 A JP 19343381A JP H0332727 B2 JPH0332727 B2 JP H0332727B2
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JP
Japan
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wave number
measurement data
order differential
differential value
peak
Prior art date
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Expired
Application number
JP19343381A
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JPS5895222A (ja
Inventor
Juji Matsui
Kenji Nakamura
Shigeru Ideno
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Priority to JP19343381A priority Critical patent/JPS5895222A/ja
Publication of JPS5895222A publication Critical patent/JPS5895222A/ja
Publication of JPH0332727B2 publication Critical patent/JPH0332727B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/06Scanning arrangements arrangements for order-selection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、分光光度計等において得られる測光
強度の変化を示す吸収スペクトルから大きな吸収
強度を示す吸収ピーク波数位置を精度良く検出す
るためのピーク波数位置検出方法に関する。
<従来の技術> 赤外分光光度計等においては、透過度の変化を
示す吸収スペクトルの測定データから大きな透過
度を示すピーク波数位置を正確に検出することが
分析精度を高める上で重要である。
このような吸収スペクトルのピーク波数位置を
自動的に求めるため、検出器で得られる検出信号
を所定周期でサンプリングしてデジタル化し、こ
れをデータ処理することによつてピーク波数位置
を決定することが近年行われている。
ところで、吸収スペクトルのピーク波数位置を
検出するには、純数学的には、第1図に示すよう
に、吸収スペクトルを一つの関数T(μ)と見な
し(同図a参照)、その関数T(μ)の一次微分値
(=dT/dμ)の符号が負から正に変化する極値μ0
を見付けだせばよい(同図b参照)。
しかしながら、吸収スペクトルの測定データは
一定波数の間隔Δμでサンプリングされたもので
あるから、連続的でなく離散的に存在する。よつ
て、微分の定義式、 dT/dμ= lim Δμ→0(ΔT/Δμ) (1) において、Δμを0に近付けるにはサンプリング
周波数を極めて高くする必要があるが、現状の機
器では、A/D変換器の能力やメモリの記憶容量
のために自と限界がある。すなわち、単にサンプ
リングされた測定データに基づいて上記の極値μ0
を精度良く算出することは困難である。
このように不具合を解消し、離散的に存在する
測定データに基づいてピーク波数位置を決定する
方法が、SavitzkyとGolayによつて提案されてい
る(A・Savitzky、M.J.E.Golay:Anal.Chem.
Vol36、1627(1964)の文献参照)。この方法は、
次のようにして離散的に存在する吸収スペクトル
の測定データからピーク波数位置を決定する。
ある一つの波数μ0に着目し、この波数μ0を中心
として、その前後にサンプリング端数間隔Δμで
もつて2n+1個のサンプリング点を定める。し
たがつて、波数範囲はμ-o(=μ0−n・Δμ)から
μo(=μ0+n・Δμ)となる。そして、この波数範
囲μ-o〜μoを一次微分値を決定するための演算区
間とする。
一方、赤外分光光度計など得られる吸収スペク
トルの各ピークは分布曲線で表されるので、元
来、重み関数G(μ)が存在する。この重み関数
G(μ)を、たとえば、第2図に示すような一次
関数として定義した場合、サンプリング端数間隔
Δμごとの値はaj(j=−n〜n)となる。
そして、各サンプリング点に対応する各透過度
Tj(j=−n〜n)の値に対して、上記の一次関
数の各値ajを係数として畳み込み演算した場合の
値をαとすると、 α=(1/N)・oj=-n aj・Tj (2) (但し、Nは正規化のための定数) となる。そして、この(2)式で求まるαの値が先の
波数位置μ0における一次微分値(=dT/dμ)と
見なし得ることが立証されている。
また、(2)式で定義される一次微分値の算出関数
の波数の分解能Rは、 R=(1/2)・M・Δμ (3) として与えられる。ただし、Mは畳み込み演算区
間の全サンプリング(=2n+1)である。
<発明が解決しようとする課題> 従来方法は、離散的に存在する測定データに基
づいてピーク波数位置を決定することができるも
のの、第3図に示すように、上記の分解能Rの範
囲内において、複数のピークp1、p2が存在する場
合、すなわち、相互のピークp1、p2の波数間隔が
分解能Rよりも小さい場合には、(2)式に基づいて
一次微分値を求めると、破線に示すように、一つ
のピークp3があたかも存在するものとして取り扱
われ、そのため、正確なピーク波数位置を検出す
ることができないという問題点がある。
<課題を解決するための手段> 本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、吸収スペクトルが示す2つのピーク
の波数間隔が一次微分値の算出関数の分解能Rよ
りも小さいものが存在する場合には、従来のよう
に、疑似的なピークが存在するものとして一次微
分値を誤つて求めるといつたことがないようにす
るものであり、これによつて、誤つたピーク波数
位置が決定されるのを排除して分光光度計等にお
けるピーク波数位置の検出精度を高めるものであ
る。
そのため、本発明は、一定波数の間隔Δμでサ
ンプリングされた吸収スペクトル等の測定データ
Tjについて、(2)式に基づいて一次微分値αを決
定して、その一次微分値αの正負の符号の変化を
順次検出し、 この一次微分値の符号変化が検出された際に
は、引き続いて、前記一次微分値の算出関数の波
数の分解能Rの略半分のウインド幅Wを設定し、
そのウインド幅Wでもつて前記波数μ0を中心とし
た両側のうちの一方側に設定した分解能Rの区間
幅をもつ波数範囲に渡つて前記ウインド幅Wを走
査しながらウインド幅Wの各両端における波数位
置に対応する測定データの大小関係を逐次調べ、
その大小関係が全てTi<Ti−w(i=0〜−W)
あるいはTi<Ti+w(i=0〜W)の条件を満た
す場合には、その波数μ0の位置における測定デー
タが真のピークであると判定するものである。
<作用> 上記方法を採用すれば、測定データの一次微分
値の正負の符号が変化した際には、従来のよう
に、その波数位置がピークを表すものとして一義
的に決定するのではなくて、さらに、その波数位
置を基準とした分解能Rの区間で、測定データの
大小関係が一定条件を満たすか否かを判別して、
その条件を満たす場合に始めて真のピークと判定
する。そのため、分解能Rの波数範囲内に複数の
ピークが存在する場合に、これを単一のピークと
して取り扱つて一次微分値を求めるといつた誤り
を起こすのが排除される。
<実施例> 本発明では、第4図に示すように、ある一つの
波数μ0を中心として、その前後にサンプリング波
数間隔Δμでもつて2n+1個のサンプリング点を
定め、その波数範囲μ-o(=μ0−n・Δμ)〜μo(=
μ0+n・Δμ)を一次微分値を決定するための演
算区間とする。そして、重み関数G(μ)を、た
とえば第2図に示すような一次関数として定義
し、サンプリング端数間隔Δμごとの値aj(j=−
n〜n)を決定する。そして、上記の各サンプリ
ング点に対応する各測定データTi(j=−n〜
n)に対して、上記の一次関数の各値ajを係数と
して、(2)式に基づいて一次微分値αを決定する。
これを測定データに関して順次行つて一次微分値
αの正負の符号の変化を検出する。この点につい
ては従来の場合と同様である。
上記の検出過程で、一次微分値の符号変化が検
出されたならば、続いて、一次微分値αの算出関
数の波数の分解能Rの略半分の波数間隔をウイン
ド幅W=[n/2]・Δμ(ただし、[ ]は小数点
切り捨てを意味する)として設定する。そして、
このウインド幅Wでもつて先の一次微分値の符号
が変化した波数μ0の位置を基準として、その左側
に分解能Rの区間幅を設定し、その区間幅Rの範
囲に渡つてウインド幅Wを走査しながらウインド
幅Wの両端における各波数位置に対応する測定デ
ータの大小関係を逐次調べる。そして、その大小
関係が全てTi<Ti−w(i=0〜−W)の条件を
満たす場合には、その波数μ0の位置における測定
データが真のピークであると判定する。
たとえば、第4図aについて見ると、最初に大
小関係が比較されるべき2つの測定データは、波
数μ0に対応する測定データT0(図中、a点のデー
タ)と、これから左方向にウインド幅Wだけ離れ
た波数μ0-w位置に対応する測定データT0-w(b点
のデータ)とであり、これらの測定データT0
T0-wについての大小関係を比較する。そして、
T0<T0-wであれば、その両測定データT0、T0-w
は条件が満たされたと判断される。次には、ウイ
ンド幅Wをサンプリング波数間隔Δμだけ左側に
シフトして波数μ0-〓〓、μ0-w-〓〓にそれぞれ対応す
る測定データT0-〓〓、T0-w-〓〓について大小関係を
比較し、T0-〓〓<T0-w-〓〓であれば、その両測定デ
ータT0-〓〓、T0-w-〓〓は条件が満たされたと判断さ
れる。このようにして、順次、ウインド幅Wをサ
ンプリング波数間隔Δμずつシフトしながら、そ
の区間幅Rの範囲に渡つてウインド幅Wの両端に
位置する波数に対応する測定データの大小関係を
比較する。第4図aに示すように、分解能Rの範
囲内に単一のピークp0しか存在しない場合には、
波数μ0よりも左側の測定データについては、全く
Ti<Ti−w(i=0〜−W)の条件が満たされる
ので、このときには、測定データT0に対応する
波数μ0は真のピーク波数位置であると判定され
る。
これに対して、第4図bに示すように、分解能
Rの範囲よりも短い波数範囲Q内に複数のピーク
p1、p2が存在する場合には、波数μ0よりも左側の
測定データについては、Ti<Ti−w(i=0〜−
W)の条件が満たされないものが存在する(たと
えば、図中a点とb点とでは条件を満たしている
が、c点とd点との関係では条件から外れる)の
で、このときには、測定データT0に対応する波
数μ0は真のピーク波数位置と判断せずに、これを
排除してピーク波数位置のデータとしては出力し
ないようにする。
そのため、従来のように、分解能の波数範囲内
に複数のピークが存在する場合に、これを単一の
ピークとして取り扱つて一次微分値を求めるとい
つた誤りを起こすのが回避される。
なお、この実施例では、一つの波数μ0位置にお
ける一次微分値が求まると、この波数μ0位置を基
準とした左側の分解能Rの波数区間について測定
データの大小関係を逐次調べたが、この波数μ0
右側に分解能Rの波数区間を設定してその区間に
ついて測定データの大小関係を調べてもよい。こ
の場合には、ウインド幅Wを走査する際に、その
ウインド幅Wの両端の波数位置に対応する測定デ
ータが全てTi<Ti+w(i=0〜W)の条件を満
たす場合にのみ真のピークとして判定されること
になる。さらに、波数μ0を中心とした左右の各分
解能Rの区間について行うことも可能である。
また、この実施例ではピークは下向きのものと
したが、上向きのピークのものについても同様に
実施することができる。さらに、測定データは、
分光光度計などの透過度を表すものに限らず、ピ
ークプロフアイルが得られる測定データについ
て、本発明を広く適用することができる。
<発明の効果> 本発明によれば、測定データの一次微分値の正
負の符号が変化した際には、従来のように、その
波数位置がピークを表すものとして一義的に決定
するのではなくて、さらに、その波数位置を基準
とした分解能の区間で、測定データの大小関係が
一定条件を満たすか否かを判別して、その条件を
満たす場合に始めて真のピークと判定するので、
複数のピークの波数間隔が一次微分値の算出関数
の分解能Rよりも小さなものが存在する場合に
は、これを単一のピークとして取り扱つて一次微
分値を求めるといつた誤りを起すのが排除され
る。したがつて、分光光度計等におけるピーク波
数位置の検出誤りが回避されるので、結果的に分
析精度を高めることができる。また、このことか
ら、突発的なノイズの影響も排除することができ
る等の優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は数学的に一次微分値に基づいて極値を
決定する場合の説明図、第2図は重み関数の特性
図、第3図は分解能の区間内に複数のピークが存
在する場合の従来方法によるピーク波数位置の説
明図、第4図は本発明方法によりピーク波数位置
を決定する説明図である。 R……分解能、W……ウインド幅。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一定波数の間隔Δμでサンプリングされた吸
    収スペクトル等の測定データTjについて、ある
    波数μ0位置における一次微分値αを、 α=(1/N)・oj=-n aj・Tj (ただし、Nは正規化のための定数、Tjは各サ
    ンプリング波数位置に対応する各測定データ、aj
    は畳み込み演算のための重み関数の各係数値、n
    はある波数μ0を中心としてその両側に各々設定さ
    れる演算区間幅に含まれるサンプリング点数)で
    定義される算出関数に基づいて決定し、その一次
    微分値αの正負の符号の変化を順次検出し、 この一次微分値の符号変化が検出された際に
    は、引き続いて、前記一次微分値の算出関数の波
    数の分解能Rの略半分のウインド幅Wを設定し、
    そのウインド幅Wでもつて前記波数μ0を中心とし
    た両側のうちの一方側に設定した分解能Rの区間
    幅をもつ波数範囲に渡つて前記ウインド幅Wを走
    査しながらウインド幅Wの各両端における波数位
    置に対応する測定データの大小関係を逐次調べ、
    その大小関係が全てTi<Ti−w(i=0〜−W)
    あるいはTi<Ti+w(i=0〜W)の条件を満た
    す場合には、その波数μ0の位置における測定デー
    タが真のピークであると判定することを特徴とす
    るピーク波数位置検出方法。
JP19343381A 1981-11-30 1981-11-30 ピーク波数位置検出方法 Granted JPS5895222A (ja)

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JP19343381A JPS5895222A (ja) 1981-11-30 1981-11-30 ピーク波数位置検出方法

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JP19343381A JPS5895222A (ja) 1981-11-30 1981-11-30 ピーク波数位置検出方法

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JPS5895222A JPS5895222A (ja) 1983-06-06
JPH0332727B2 true JPH0332727B2 (ja) 1991-05-14

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ID=16307894

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JP19343381A Granted JPS5895222A (ja) 1981-11-30 1981-11-30 ピーク波数位置検出方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184761A (ja) * 1995-12-29 1997-07-15 Horiba Ltd 2つのスペクトルの一致度算出方法

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JPS5895222A (ja) 1983-06-06

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