理论教育 导数法:消除光谱基线漂移与背景干扰

导数法:消除光谱基线漂移与背景干扰

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:当样品的背景颜色等因素导致所测光谱出现位移或漂移时,在近红外光谱分析中常用导数法来消除基线漂移或平缓背景干扰的影响,从而提供比原始光谱分辨率清晰度更高的光谱轮廓变化。对于分辨率高、波长采样点多的光谱,应用直接差分法得到的光谱与实际相差不大;但对于稀疏波长采样点的光谱,此方法所求的导数则与实际存有很大的误差,这时通常采用Savitzky-Golay卷积求导法计算。由经验可知,差分宽度不应大于光谱吸收峰半峰宽的1.5倍。

导数法:消除光谱基线漂移与背景干扰

当样品的背景颜色等因素导致所测光谱出现位移或漂移时,在近红外光谱分析中常用导数法来消除基线漂移或平缓背景干扰的影响,从而提供比原始光谱分辨率清晰度更高的光谱轮廓变化。因此导数法能用来消除基线漂移及其他背景干扰的影响,分辨重叠峰,提供比原光谱更高的分辨率和更清晰的光谱轮廓变化。近红外光谱测量的光谱是样品振动的3级和4级倍频吸收,所测光谱常受样品的背景颜色和其他因素的影响,出现明显位移和漂移。微分处理是净化谱图比较常用的方法,可根据需要进行一阶或二阶微分处理。但在微分处理时,应当注意的是光谱的导数变换会将噪声引入光谱,此外根据微分的级数不同,对微分窗口的大小也应做出合适的选择。

对光谱求导一般有两种方法:直接差分法和Savitzky-Golay求导法。对于分辨率高、波长采样点多的光谱,应用直接差分法得到的光谱与实际相差不大;但对于稀疏波长采样点的光谱,此方法所求的导数则与实际存有很大的误差,这时通常采用Savitzky-Golay卷积求导法计算。导数方法可分辨出重叠峰,快速有效地提高了分辨率和灵敏度。但同时它也会引入噪声信息,从而得不到较高的信噪比。在实际的应用中,差分宽度的选择非常重要:若差分宽度过小,噪声会很大,这样就会影响所建模型的质量;若差分宽度过大,平滑过度,从而丢失大量的有效信息。由经验可知,差分宽度不应大于光谱吸收峰半峰宽的1.5倍。(www.daowen.com)

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