JPS5895222A - ピーク波数位置検出方法 - Google Patents

ピーク波数位置検出方法

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JPS5895222A
JPS5895222A JP19343381A JP19343381A JPS5895222A JP S5895222 A JPS5895222 A JP S5895222A JP 19343381 A JP19343381 A JP 19343381A JP 19343381 A JP19343381 A JP 19343381A JP S5895222 A JPS5895222 A JP S5895222A
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Yuji Matsui
松井 有二
Kenji Nakamura
健次 中村
Shigeru Ideno
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Shimadzu Corp
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、分光光度計等におけるピーク波数(波長)位
@検出方法に関する。
分光光度計、特に赤外分光光度計では、吸収強度のピー
ク波数位置を正龜に検出する。ことは非常に重要であシ
、このためのピーク波数位置検出方法の先行技術として
、各波数に対する透過度のテーク列を1次微分し、その
1次微分饋か負値から正値に変化したときの反数位置を
ピーク反数fflはとするようにしたものが旋条されて
おシ、この提案においては、いわゆる5avitzky
 anffl Golay cA−5avitzky+
M、J−E、 Golay:Anal、 Chem、 
、 Vol 86゜1627 (1964)の文献参照
〕によって1次倣分1直を求める方法が最良とされてい
る。ところが、5avitzky and Golay
  による1次微分値の方法にあっては、(1)その方
法の本質的なものであるが、1次微分の分解能に基因す
る波数位置の誤差を生じること、ならびに(2)波数−
透過度のグラフ1こよってあられされる曲線における比
較的平担な部分、例えばベースラインの近くや幅が広い
部分などではノイズの影響を受けやすく、したかって真
のピークでないものをピークであると判定してしまうこ
と、という問題点がある。ここで、前出の文献における
5avitzky and Golay  による1次
微分法を砥略的に説明し、上記問題点の理解fこ供する
第1図は、1次微分、直を求めることによって、透過光
の強度(透過度)がグラフ上、下向きのピークとしてあ
られされる技数(ピーク仮数)の装置を検出する場合の
基本的アルゴリズム(Algorithm)を示すため
のものであって、第11(1)は、横綱を波数(波長)
Vに、k軸を透過度Tにとるグラフであシ、第1図(2
)は横軸を波数(波長)I/に、縦軸を1次微分値(d
″r/dl/)にとるグラフである。
分光光度計に入射された白色光のうち、反数/’。
における特定の光の透過度は、第1図(1)に示すよう
に波数ビΦの付近において他の光の透過度と比較して最
も小さくなシ、シたがって、波数(e長))oは、ピー
ク波数位−をあられしている。第1図(2)は、第1図
(1)であられされるグラフに対応する1次微分値(d
:1−/dl/ )をあられすグラフであシ、ピーク波
数位置ヒ。のところにおいて1次微分値(dT/c+H
)が負値から正値に変化するところは、反数V。がピー
ク波数位置であることに対応している。
第2図は、第1図における1次微分値fこよる方法によ
ってピーク波数位置を検出する場合のフローチャートを
あられしておシ、ステップ5T1にお0て、(dT/d
J/)がビービ、11こおいて正であるか否かが判断さ
れ、正でない(NO)と判断されると、ステップST2
においてピーク波数位置でないと処理され、正である(
YES )と判断されると、次のステップST3に進む
。ステップ5Ta iこおいて、(d T/d V )
がヒ= td−i #+こおいて負でちるか否かか判断
され、負でない(NO)と判断されると、ステップST
2に進み、負である(YES)と判断されると、ステッ
プST4においてピーク波数位置であると処理される。
次に、5avitzky and Golay  lこ
おいて、1次微分値を求める場合につき下記の表1にし
たがって説明する。
表1の波数は、第1図のグラフの横軸上における波数に
対応しておシ、1次倣分1@は表1の波数毎に対応して
求める。第1図のグラフから明らかなように、透過度T
が極小のピークとなる波数はど。であるが、5avit
zky and Golay  においてこの波数V。
での1次微分値を求めるためには、波数P。
を中心として、前後の波数ど−n〜P +nまで合計(
2n+1)個(波数ビ0も含める)のサンプリ表  1 ンクポイントでの各透過度T −n + T−(n−1
)l・・・H]’(1,+・・・、 T+nを多項式で
fitting L、それを1次微分した値と等価な変
数をaj(j =−n”−+n)と疋め、次式T*=(
1/N)カaj−Tjをもって、波数20におけJゝn る1次倣分値(dT/d )’ )   とする。ここ
で、Nはr巳絢 規格化するための定数である。
このようにして、求めた係数ajを縦軸に、波数を横軸
にとるグラフを、第8図(1)に示す。横軸上は、波数
ビーn + )’L(n l)+ ”’ r J’ 2
 +と一1+f’o+)’+1 + l’+2 p・・
・、と十□の合計(2n+1 )  イ固のサンプリン
グポイントの個々の位置をあられし、縦軸は、それらの
個々の位1における上記係数a−n。
a−(nl)+”’+  a2  ’+a  1  +
  aQ、a+l  l  a+2+”°+a+oの各
々の値をあられしている。ところで、第1図(1)のよ
うなグラフであられされる曲線でピーク波数位置を検出
する場合(こはこの方法は正しくその位置を求めること
ができるが、@3図(2)のグラフに示すように、2個
のピークを有する曲線(実線部分)についてピーク波数
位置を検出する場合で、これらの2個のピークの間隔が
、1次微分関数の分解能R(=−M・Δと1ここて、↑
、1ハfンプリングポイント数(2n +1 )、Δは
淋サンプリングポイント間隔、即ち、波数間隔である〕
よシ小さい場合には、この5avitzky and 
Golay  による1次微分値を求める方法では、破
線に示すところに1個のピークが恰も存在するものとし
て、1次微分し、第3図(3)に示すような微分曲線に
対応した1次微分値を求めてしまい、正しくピーク波数
位置を検出することができない。
したがって、本発明の目的は、上述の問題点を解消する
ためになされたものであって、極めて効率的にかつ正確
にピーク波数位置を検出することのできる、分光光度計
等におけるピーク波数位置検出方法を提供することであ
る。
本発明の構成を、その作用とともに記載すると、ピーク
波数位1dを検出するために横軸上の各波数位置に個別
的に対応する縦軸上の各データ列から、ある波数位置に
対するデータの1次微分1直を算出し、その1次微分値
が、負値から正値へ、または正値から負値へ変化したと
きにその1次微分埴に対応する波数位−を、データがピ
ークとなるピーク波数位置であると判定するピーク波数
位置検出方法において、大小関係を比較される2つのデ
ータは、前記1次倣分値の算出胸係の分解り目の1/2
の波数間隔だけ陥れた波数位置関係になるものを選定し
、ピーク波数位置からN = (1) + 1 (ただ
し、Nはある波数位−での1次微分値を求めるときの前
記データの列の数、〔〕はNの整数部である)だけ丙出
れた他の波数位置へ向って順法、前記波数位置関係にあ
る2つのデータの大小関係を比較して、ピーク波数位置
を検出する方法であって、この方法1こよって2つのデ
ータの大小−係を比較していって前記のピーク波数位置
が真のピーク波数位置であるか否かを正確に検出するこ
とができる。
次に、本発明の一実施例について詳細に説明する。下記
の−Hxは、本件実施例の説明に供するものである。
先ず、1次碩分1匣古求めるためには、一般に、ある仮
数VoO位置をサンプリングポイントの中心蚤 として、その前後にn個、合計(2n+1)  個(以
下、Mという)のサンプリンクポイントを定め、このサ
ンプリングポイントの数Mに対応するデータが必要とさ
れる。この場合、1次微分値を求めるための微分関数の
分解能Rは−pM・Δr(ただし、Δとはデータ間の波
数間隔である)であられされるので、波数J’oの位置
の前後で1次微分値の符号が、例えば負から正になシ、
シかも波数りを中心として前後、1/2 R(前記分解
能の1/2 ) =1/4M・Δどの波数範囲内で波数
rθの位1に対応するデータよシも小さいデータがなけ
れば、波数7’oの位置に対応するデータをピークであ
ると判定してよい。このため、実際には、波数位置が−
に、−(k−1)k、に−1にそれぞれ対応するデータ
、例えば透過層T−に、T−(k−リ+ Tk+ Tk
−1が、Tk≧T−+C(k−])・Tk  ≧T(k
−1)、(k−1〜n)の菌体式を全て一足するという
条件を付加すればよいのであるが、この条件では、デー
タにノイズが含まれてぃなびものでなければ、はとんど
リジェクトされてしまうことになる工 本件実施例では、このようなリジェクトされるおそれの
ある上記条件を使用せず表■に示すような条件の判別用
フィルタを付加するものであシ、これによって後述する
ように、ノイズの影響が大きく緩和された、したがって
最も効率的にかつ正確(こピーク波数位置を検出するこ
とができるものである。本件実施例の判別用フィルタに
ついて説明する。本件実施例にあっては、ある波数位置
に対応するデータと、その隣シの波数位置に対応するデ
ータとの大小関係を比較するようにはしないで、1次微
分値の算出関数の分解能をRとした場合に、その1/2
−Rだけ、即ち、−(2n+1)Δrだけ離れた波数位
置間1.係にある2つのデータの大小関係を比較するよ
うにし、しかも、表■の比較式の全てが成立し、かつ、
波数と。の前後で1次微分値が負値から正値(その逆も
可)になったときに、その波数K。の位置に対応するデ
ータ(透過度)をピークであると判定して、ピーク波数
位置を検出するように、なしたものである。なお、本件
実施例にあっては、ピーク波数位置検出のアルゴリズム
による誤差は、分光器そのものによる波数誤差がないと
仮定した場合には、±Δととなる。また、検出能力はピ
ークとピークとの間隔が、M・Δ/’−(2n+1)・
Δど以上酷れていることが必要であシ、また、ピークの
先端における平坦部の幅か((1)+IJ・21以上に
なるものについてもピーク波数位置を検出することがで
きない。
次に、本件実施例においては、あるピーク波数から他の
波数位置へ向って2つのデータの大小関係を比較してい
く場合、大小関係を比較されるべき最初の2つのデータ
は、先ずピーク波数P。の位置に対応するデータ1と、
その位置から=(1)−1即ち、表■からいって−L−
1だけ離れた波数P−L−1の位置に対応するデータT
−L−1であシ、これらのデータlとT−L−1との大
小関係を比較し、データT。の方が小さければ、データ
T。に対応する波数と。をピーク波数位置とすることは
このデータの比較に関しては正しいと判定される。次に
、ピーク波数へよシ1つ前の波数F−1の動1こ対応す
るデータT−1と、前記分解能Rの1/2だけ、このデ
ータT、よシ前にある波数と−L−2に対応ず−るデー
タT−L−2との大小関係を比較し、テークTlO方が
データTL2よシも小さいときは、テ゛−タT。
に対応する波数/10をピーク波廠位置とするるとはこ
のデータの比較に関しては正しいと判定される。
このようにして、順次、データT−2とデータT+sと
の大小関係、・・・、デニタT−にとデータT−L−に
−1との大小関係が比較されてゆき、分解能の1/2の
範囲内の全てにおいて、表■の比較式が全て成立したと
き、データT。に対応する波数/10は真のピーク波数
位置であると判定される。
なお、この実施例では、波数Paよシ前のデータのみに
ついて行ったが、波数/’oよシ後のデータについて、
あるいはその両方のデータについ゛て大小関係の比較を
行うこともできる。また、上述の実施例において、T−
k< T−L−に−1(またはTk〉TL十に+1  
でも同じことである)であって、かつ、T=k< T−
L−k(またはTk<TL十に+1)であって−かつ、
k=0〜n −Lとしてもよい1また、本件実施例では
ピークを下向きのものとしたが、土間きのものについて
も同様に芙施することができ、またデータを透一度とし
ているが、ピークがあられれるデータであれば同様に実
施することができる。
以上説明したように、本発明によれば、大小関係を比較
される2つのデータは、1次微分値の算出関数の分解能
の1/2に相当する波数間隔だけ離れた波数位置関係に
なるものを選定し、ピーク波数位置からN−(T、] 
+1だけ離れた他の波数位、 置へ向って順次、前記波
数位置関係を有する2つのデータの大小関係を比較゛し
てピーク波数位置を検出するように構成されであるので
、極めて効率的にかつ正確にピーク波数位置を検出する
ことができる。即ち、本発明によれば、上述の先行技術
の微分に基因する分解能の低下による誤った波数をピー
クとすることがなく、また幅広い吸収帯をピークとした
シ、ボトムアウト(b、ottom out)シた吸収
帯のノイズによって、これを数個のピークと判定するこ
ともなく、丈にベースラインのような平坦な部分でノイ
ズによる多数の偽のピークを発生させることもない、等
の効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、1次微分値によるピーク検出の基本的アルゴ
リズムを示す図、第2図は、第1図によるアルゴリズム
に対応したフローチャート、第3図は先行技術の動作を
説明するためのグラフである。 代理人 弁理士  岡田和秀 第1図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピーク波数位置を検出するために横軸上の各波数
    位置に個別的をこ対応する縦軸上の各データ列から、あ
    る波数位置に対するデータの1次微分値を算出し、その
    1次微分値が、負部から正値へ、または正−から負値へ
    変化したときに、その1次微分値に対応する波数位置を
    、データがピークとなるピーク波数位置であると判定す
    るピーク波数位置検出方法において、大小関係を比較さ
    れる2つのデータは、前記1次微分値の算出関数の分解
    能の1/2の波数間隔だけ離れた波数位置関係になるも
    のを選定し、ピーク波数位−からN −(、−)+1(
    ただし、Nはある波数位置での1次微分値を求めるとき
    の前記データの列の数であシ、〔〕は小関係を比較して
    データがピークとなる波数位置を便用するようにしたこ
    とを特徴とする、分光光度計等におけるピーク波数位置
    検出方法。
  2. (2)前記特許請求の範囲第1項に記載の分光光度計等
    におけるピーク波数位置検出方法において、ピーク波数
    位置から、一方向lこある他の波数位置へ向って、前記
    波数位置関係を有する2つのデータの大小関係を比較し
    ていくことを特徴とする、分光光度計等fこおけるビー
    ク波数位@検出方法。
  3. (3)前記特許請求の範囲第1項に記載の分光光度計等
    におけるピーク波数位置検出方法において、ピーク波数
    位置から、両方向にある他の波数位置へ向って、前記波
    数位置関係を有する2つのデータの大小間係を比較して
    いくことを特徴とする、分光光度計等におけるピーク波
    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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Cited By (1)

* 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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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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