JPH06160188A - Method for determining peak position of original spectrum - Google Patents
Method for determining peak position of original spectrumInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、吸収法や発光法あるい
は蛍光法などによって得られる分光スペクトルにおける
ピークの位置を一度に数多く求める方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for obtaining a large number of peak positions at one time in a spectrum obtained by an absorption method, a light emission method, a fluorescence method or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、分光スペクトルにおけるピークを
サーチするのに、例えばピークの向きが、図3(A)に
示すように、縦軸の上方向にあるとき、ディジタル化
(離散化)したデータ列で上向きに凸である組から中央
部のデータの大きい方から順(例えば、、の順)
に決められたしきい値SLになるまで、あるいは、決め
られた数になるまで、選び出すようにしていた。2. Description of the Related Art Conventionally, for searching a peak in a spectrum, for example, when the direction of the peak is in the upper direction of the vertical axis as shown in FIG. 3A, digitized (discretized) data is used. From the set that is convex upwards in the column, the data in the central part is ordered from the largest (for example, the order of)
Until the threshold value SL determined in step 1 is reached, or a predetermined number is reached, selection is made.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した方
法では、図3(A)に示すように、分光スペクトルにお
けるベースラインBLが平坦であることおよびブロード
で大きなピークがないことが要求されるが、このような
理想的な分光スペクトルは得にくい。例えば同図(B)
に示すように、ベースラインBLが変動すると、本来サ
ーチされてはならない箇所がピークとしてサーチされ
る。また、同図(C)に示すように、ブロードで大きな
吸収帯AZがあると、本来のサーチ対象ではないのに、
ピークが高いためにこれをピーク位置として誤検出して
しまう。そこで、このような場合、同図(C)に示すよ
うに、ピークサーチの対象領域SZを指定していた。By the way, in the above-mentioned method, as shown in FIG. 3A, it is required that the baseline BL in the spectrum is flat and that there is no broad peak. It is difficult to obtain such an ideal spectrum. For example, the figure (B)
As shown in, when the baseline BL fluctuates, a portion that should not be originally searched is searched for as a peak. Further, as shown in (C) of the figure, if there is a broad absorption band AZ, it is not the original search target,
Since the peak is high, it is erroneously detected as the peak position. Therefore, in such a case, the target area SZ of the peak search is designated as shown in FIG.
【0004】このように、従来においては、余分にサー
チしたピーク消去して再サーチしたり、サーチ対象領域
を限定してしたため、所望のピークを求めるのに時間や
手間がかかると云った不都合があった。As described above, in the prior art, since the extra searched peaks are erased and re-searched or the search target area is limited, it takes time and labor to find a desired peak. there were.
【0005】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、分光スペクトルにお
ける鋭くかつ高い(深い)ピークの位置を一度に数多く
効率よく検出できる方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above matters, and an object thereof is to provide a method capable of efficiently detecting a large number of sharp and high (deep) peak positions in a spectrum. Especially.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る分光スペクトルのピーク位置を求める
方法は、分光スペクトルの偶数次微分を行い、得られた
微分スペクトルと前記分光スペクトルとを、対応するポ
イント同士加算または乗算することにより混合スペクト
ルを求め、この混合スペクトルに基づいてピーク位置を
決定するようにしている。In order to achieve the above object, a method for obtaining a peak position of a spectral spectrum according to the present invention performs even-order differentiation of the spectral spectrum, and obtains the obtained differential spectrum and the spectral spectrum. , The corresponding points are added or multiplied to obtain the mixed spectrum, and the peak position is determined based on the mixed spectrum.
【0007】[0007]
【作用】分光スペクトルの測定者がピーク位置を知りた
い吸収帯(発光帯)は、通常、鋭くかつ高い(深い)も
のである。分光スペクトルを2次微分して得られる2次
微分スペクトルでは、鋭い吸収帯(発光帯)ほど振れの
大きいスペクトルになり、それは鋭さを表す指標とな
る。従って、元の分光スペクトルのベースラインが平坦
でなくとも2次微分スペクトルでは平坦になり、ブロー
ドな吸収帯も注目する吸収帯に比べて振れの小さいスペ
クトルになる。このような2次微分スペクトルを元の分
光スペクトルと加算または乗算して混合することによ
り、分光スペクトルにおける鋭くかつ高い(深い)ピー
クの位置を一度に数多く効率よく検出することができ
る。The function of the absorption band (emission band) for which the measurer of the spectrum wants to know the peak position is usually sharp and high (deep). In the second derivative spectrum obtained by the second derivative of the spectral spectrum, the sharper the absorption band (emission band) is, the larger the shake is, which is an index representing the sharpness. Therefore, even if the baseline of the original spectrum is not flat, it becomes flat in the second derivative spectrum, and the broad absorption band also has a smaller fluctuation than the focused absorption band. By adding or multiplying such a second derivative spectrum to the original spectrum and mixing them, it is possible to efficiently detect many sharp and high (deep) peak positions in the spectrum at one time.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1(A)は、赤外吸収スペクトル(縦軸
は吸光度、横軸は波数)の一例を示し、この図におい
て、符号P1 〜P10は、ピークを検出したい位置を示
す。そして、このスペクトルにおいては、左端ではベー
スラインBLが持ち上がっており、ピークP2 とP3 と
の間にブロードで高い吸収帯AZがある。FIG. 1A shows an example of an infrared absorption spectrum (abscissa on the vertical axis and wave number on the abscissa). In this figure, symbols P 1 to P 10 indicate positions where peaks are to be detected. Then, in this spectrum, the baseline BL is raised at the left end, and there is a broad and high absorption band AZ between the peaks P 2 and P 3 .
【0010】図1(B)は、図1(A)に示されるスペ
クトル(以下、元のスペクトルと云う)を2次微分して
得られる微分スペクトルで、図中の符号Q1 〜Q10は、
元のスペクトルにおける符号P1 〜P10に対応してい
る。この微分スペクトルにおいては、元のスペクトルに
見られたようなベースラインBLの持ち上がりがないと
共に、ピークQ2 とQ3 にはブロードな吸収帯が殆ど現
れてない。FIG. 1 (B) is a differential spectrum obtained by second-order differentiation of the spectrum shown in FIG. 1 (A) (hereinafter referred to as the original spectrum), and the symbols Q 1 to Q 10 in the figure. ,
It corresponds to the symbols P 1 to P 10 in the original spectrum. In this derivative spectrum, there is no rise of the baseline BL as seen in the original spectrum, and a broad absorption band hardly appears in peaks Q 2 and Q 3 .
【0011】そして、元のスペクトルにおけるP1 〜P
10の中では、ピークP5 が最も大きく(高く)、ピーク
P6 が最も小さい(低い)。これに対して、微分を2回
行った場合、鋭いピークほど振れが大きいと云った特性
があるので、微分スペクトルにおけるQ1 〜Q10の中で
は、ピークQ6 がかなり大きな振れとなっている。同様
に、ピークQ8 ,Q9 もかなり大きな振れとなってい
る。Then, P 1 to P in the original spectrum
Among 10 peaks P 5 are the largest (highest) and peaks P 6 are the smallest (lowest). On the other hand, when differentiation is performed twice, there is a characteristic that the sharper the peak is, the larger the fluctuation is. Therefore, among Q 1 to Q 10 in the differential spectrum, the peak Q 6 has a considerably large fluctuation. . Similarly, the peaks Q 8 and Q 9 also have considerably large fluctuations.
【0012】ここで、微分スペクトルのみに基づいて元
のスペクトルにおけるピーク位置を、深い(振れが大き
い)もの順に行うことが考えられるが、このようにする
と、元のスペクトルにおいて小さなピークであっても鋭
ければ(例えばピークP6 )、2回微分することによ
り、微分スペクトルにおける振れが大きくなるので、優
先的に検出されてしまうと云ったことが生ずる。Here, it is conceivable that the peak positions in the original spectrum are set in the order of deeper (larger shake) based on only the differential spectrum. In this way, even if there are small peaks in the original spectrum. If it is sharp (for example, the peak P 6 ), the derivative spectrum will be greatly shaken by differentiating twice, so that it is detected preferentially.
【0013】そこで、本発明者は、元のスペクトルと微
分スペクトルとを適宜混合することを思いつき、これを
行ったところ、高さ(深さ)をも考慮してピークを検出
することができ、上述のような不合理を回避することが
できたのである。Therefore, the present inventor came up with the idea of appropriately mixing the original spectrum and the derivative spectrum, and when this was done, the peak could be detected in consideration of the height (depth), It was possible to avoid the irrationality described above.
【0014】元のスペクトルと微分スペクトルとの混合
は、対応するポイント同士を加算してもまた乗算しても
よい。この場合、両スペクトルに適宜重み付けをしても
よい。以下、両スペクトルを混合する手法について説明
する。The mixture of the original spectrum and the derivative spectrum may be either addition or multiplication of corresponding points. In this case, both spectra may be appropriately weighted. Hereinafter, a method of mixing both spectra will be described.
【0015】まず、元のスペクトルと微分スペクトルと
を加算することにより混合する手法についてFirst, the method of mixing by adding the original spectrum and the derivative spectrum
【0016】両スペクトルを加算するに際しては、両ス
ペクトルにおける縦軸のスケールが互いに異なるので、
それぞれのデータを0〜1の間に正規化する必要があ
る。今、正規化されたスペクトルをそれぞれ{a’}、
{b’}とすると、加算によって両スペクトルを混合し
たときに得られる混合スペクトル{c’}は次の式
(1)のように表される。 {c’}=X・{a’}+Y・{b’} ……(1) 但し、X,Yは重み付けの係数で、X,Y≧0、 X+
Y=定数である。When the two spectra are added, the scales of the vertical axes of the two spectra are different from each other.
It is necessary to normalize each data between 0 and 1. Now, the normalized spectra are {a '},
Assuming that {b ′}, the mixed spectrum {c ′} obtained when the two spectra are mixed by addition is represented by the following expression (1). {C ′} = X · {a ′} + Y · {b ′} (1) where X and Y are weighting coefficients, and X, Y ≧ 0, X +
Y = constant.
【0017】上述のようにして求められた混合スペクト
ル{c’}において、ピーク位置を高い(深い)順に優
先的に検出する。この加算による両スペクトルの混合を
行うた場合には、図1(A),(B)に示すように、振
れの方向が両スペクトルの間において逆になることがあ
るので、いずれか一方のデータに−1を予め乗じておく
のが好ましい。In the mixed spectrum {c '} obtained as described above, peak positions are preferentially detected in descending order (higher). When both spectra are mixed by this addition, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the shake directions may be opposite between the two spectra. It is preferable to multiply by -1 in advance.
【0018】また、前記(1)式における係数X,Y
は、測定者がピークの高さと鋭さのいずれを優先して検
出したいかによって設定すればよい。なお、係数Xが係
数Yより大きくなるほどベースラインBLの平坦性やブ
ロードな吸収帯AZを検出すると云った問題が発生しや
すくなる。Further, the coefficients X and Y in the above equation (1)
Can be set depending on whether the measurer prefers to detect peak height or sharpness. As the coefficient X becomes larger than the coefficient Y, the problem that the flatness of the baseline BL and the broad absorption band AZ are detected is more likely to occur.
【0019】次に、元のスペクトルと微分スペクトルと
を加算することにより混合する手法についてNext, regarding the method of mixing by adding the original spectrum and the derivative spectrum
【0020】元のスペクトルと微分スペクトルとを乗算
して混合スペクトルを得るときは、上述の加算の場合と
異なり、それぞれのデータを正規化する必要はない。ま
た、この乗算の場合においても、振れの方向が逆のとき
は、微分スペクトルに−1を予め乗じておくのが好まし
い。乗算によって両スペクトルを混合したときに得られ
る混合スペクトル{c}は次の式(2)のように表され
る。 {c}={a+|X|}・{b+|Y|} ……(2)When the mixed spectrum is obtained by multiplying the original spectrum and the derivative spectrum, it is not necessary to normalize the respective data, unlike the above-mentioned addition. Also in the case of this multiplication, it is preferable to multiply the differential spectrum by -1 in advance when the shake direction is opposite. A mixed spectrum {c} obtained when the two spectra are mixed by multiplication is represented by the following expression (2). {C} = {a + | X |} · {b + | Y |} (2)
【0021】そして、前記(2)式において、|X|<
|Y|であれば、高さを優先して、また、|X|>|Y
|であれば、鋭さを優先して、それぞれピークを検出す
ることができる。Then, in the equation (2), | X | <
If | Y |, the height is given priority, and | X |> | Y
If |, peaks can be detected with priority on sharpness.
【0022】図2は、前記乗算によって得られた混合ス
ペクトルを表しており、図中の符号R1 〜R10は、図1
(A)に示される元のスペクトルにおける符号P1 〜P
10、図1(B)に示される微分スペクトルにおける符号
Q1 〜Q10に対応している。そして、この例において
は、係数|X|,|Y|を共にゼロとした。FIG. 2 shows the mixed spectrum obtained by the multiplication, and the symbols R 1 to R 10 in the figure are the same as those in FIG.
Codes P 1 to P in the original spectrum shown in (A)
10 corresponds to symbols Q 1 to Q 10 in the differential spectrum shown in FIG. In this example, the coefficients | X | and | Y | are both set to zero.
【0023】図1(A)に示される元のスペクトルと図
2に示される混合スペクトルとを比較してみると、次の
ことが判る。When the original spectrum shown in FIG. 1 (A) and the mixed spectrum shown in FIG. 2 are compared, the following can be understood.
【0024】すなわち、元のスペクトルにおいては、高
さの順は、P5 >P1 >P8 >P4>P2 >P9 >P3
>P7 >P10>P6 となっており、また、鋭さの順は、
P8>P9 >P6 >P4 >P1 >P5 >P7 >P3 >P
2 >P10となっている。これに対して、混合スペクトル
においては、R8 >R9 >R1 >R5 >R4 >R6 >R
3 >R2 >R7 >R10となっている。That is, in the original spectrum, the order of height is P 5 > P 1 > P 8 > P 4 > P 2 > P 9 > P 3
> P 7 > P 10 > P 6, and the order of sharpness is
P 8 > P 9 > P 6 > P 4 > P 1 > P 5 > P 7 > P 3 > P
And has a 2> P 10. On the other hand, in the mixed spectrum, R 8 > R 9 > R 1 > R 5 > R 4 > R 6 > R
3 > R 2 > R 7 > R 10 .
【0025】このことから、上記元のスペクトルと微分
スペクトルとを混合することにより、高くて鋭いピーク
(スペクトルにとって特徴的な吸収帯)から優先して検
出することができ、しかも、ベースラインBLの変動や
ブロードな吸収帯による妨害などによる誤検出が大幅に
少なくなることが判る。Therefore, by mixing the original spectrum and the differential spectrum, it is possible to preferentially detect a high and sharp peak (absorption band characteristic of the spectrum), and further, to detect the baseline BL. It can be seen that erroneous detection due to fluctuations and interference due to a broad absorption band is significantly reduced.
【0026】なお、上述の実施例においては、元のスペ
クトルを2次微分していたが、本発明はこれに限られる
ものではなく、元のスペクトルを4次、6次など偶数次
微分しても、同様の効果が得られる。Although the original spectrum is second-order differentiated in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and the original spectrum is even-order differentiated such as fourth-order and sixth-order. Also has the same effect.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分光スペクトルにおける鋭くかつ高い(深い)ピークの
位置を一度に数多く効率よく検出することができる。As described above, according to the present invention,
Many sharp and high (deep) peak positions in the spectrum can be detected efficiently at one time.
【図1】(A)は赤外吸収スペクトルの一例を示す図で
あり、(B)は(A)に示されたスペクトルを2次微分
して得られる微分スペクトルを示す図である。FIG. 1A is a diagram showing an example of an infrared absorption spectrum, and FIG. 1B is a diagram showing a differential spectrum obtained by second-order differentiating the spectrum shown in FIG.
【図2】図1(A),(B)にそれぞれ示されたスペク
トルを乗算して得られる混合スペクトルを示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a mixed spectrum obtained by multiplying the spectra shown in FIGS. 1A and 1B respectively.
【図3】従来方法の欠点を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a drawback of the conventional method.
P1 〜P10…ピーク位置。P 1 to P 10 ... Peak position.
Claims (2)
きい順から決められたしきい値になるまでの複数のピー
ク、または、そのデータの大きい順から決められた数に
なるまでの複数のピークを求めるようにした分光スペク
トルのピーク位置を求める方法において、前記分光スペ
クトルの偶数次微分を行い、得られた微分スペクトルと
前記分光スペクトルとを、対応するポイント同士加算ま
たは乗算することにより混合スペクトルを求め、この混
合スペクトルに基づいてピーク位置を決定するようにし
たことを特徴とする分光スペクトルのピーク位置を求め
る方法。1. Obtaining a plurality of peaks in the spectral spectrum from the largest data to a predetermined threshold value, or a plurality of peaks from the largest data to a predetermined number. In the method for obtaining the peak position of the spectrum spectrum, the even-order differentiation of the spectrum spectrum is performed, and the obtained differential spectrum and the spectrum spectrum are obtained by adding or multiplying corresponding points to obtain a mixed spectrum, A method for obtaining a peak position of a spectral spectrum, characterized in that the peak position is determined based on a mixed spectrum.
スペクトルおよび微分スペクトルに適宜重み付けをする
請求項1に記載の分光スペクトルのピーク位置を求める
方法。2. The method for obtaining the peak position of the spectral spectrum according to claim 1, wherein the spectral spectrum and the differential spectrum are appropriately weighted when the mixed spectrum is obtained.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4334994A JP2808449B2 (en) | 1992-11-21 | 1992-11-21 | How to find the peak position of the spectrum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH06160188A true JPH06160188A (en) | 1994-06-07 |
JP2808449B2 JP2808449B2 (en) | 1998-10-08 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09184761A (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-15 | Horiba Ltd | Method for calculating coincidence of two spectra |
JP2006275666A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | Covered damage analyzer, method therefor, and program therefor |
US10564035B2 (en) | 2017-05-08 | 2020-02-18 | Jasco Corporation | Device and method for spectrum determination |
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-
1992
- 1992-11-21 JP JP4334994A patent/JP2808449B2/en not_active Expired - Fee Related
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