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1、独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：召目jI处亩p签字日期：#oIV-年月多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阕。 本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内
2、容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：酮j乜娅 签字日期：2D I牛年6月 乡日 导师签名： 擀嘲：莎乒莎莎乒 乒 一母 摘要 随着国民经济的发展，人们对食品与要药物的安全性要求越来越高，这就要 求我们对食品和药物等物质的成分认识更加深入。为了保证这些直接与人们生活 息息相关的产品的质量，我们一方面要能够对已经下线的产品进行精确的定性、 定量检测，另一方面还需要能够在生产的过程中对生产流程做到实时监测，加强 对生产中各个环节的控制，做到及早发现问题，把安全风险降到最低。红外光谱 在这方面有着
3、很重要和广泛的应用。从光谱仪获得光谱数据含有很多的缺陷。要 想用光谱来进行定量定性分析，就需要对红外光谱数据进行预处理。而其中最重 要的就是从新校准由于测量条件和环境变化等所引起的基线漂移。 针对基线漂移噪声的特性，本文在基于滤波的方法中提出了中值滤波与小波 变换的综合处理算法。这种方法是采用中值滤波算法从光谱信号中提取基线信号 的大概轮廓，然后采用小波变换的方法对基线信号进行进一步平滑与校正。中值 滤波算法可以获得基线信号的大概轮廓，与此同时也会带来“台阶”形状的失真， 这就是因为中值算法而引起的截断误差。实验表明中值滤波小波变换综合处理 算法可以削弱这种截断误差。 本文在基于插值的方法中研
4、究了常用的插值方法用于光谱基线漂移校正。针 对常用插值方法存在的缺陷，本文提出了一种改进的偏最11,-乘法用于基线漂移 校正。传统的插值方法拟合基线的效果十分依赖于特征插值点的选择，拟合的效 果十分的不稳定。改进的偏最d,-乘算法采用直方图背景估计方法估计出原始光 谱的背景值，通过迭代的计算估计出漂移的基线，具有更高的适用性和稳定性。 通过仿真实验也表明该方法漂移基线滤除的效果十分明显。 关键字：红外光谱；基线漂移；小波变换；曲线拟合 Abstract Withthe rapiddevelopmentofnationaleconomy,thedemandoffoodanddrug safety
5、 is higher and higherThisrequests UStoknowmoreaboutfoodand drug ingredientsIn orderto guaranteethesafetyoftheproductthatisdirectlyrelatedto peopleS lifeOnonehandwemustbeabletoaccurate qualitative and quantitative detectionof productthat Hasbeenrolledoffthe output lineOntheotherhandalso needtobeablet
6、oachievesreal-time monitoringofproductionprocess inthe process ofproduction，to strengthenthecontrolofproduction ofeachlink，tofindproblemsas early as possible，to minimize securityrisksInfraredspectroscopyinthisareahasa veryimportant and widely usedInfrared spectral data preprocessing foraccurate cali
7、bration spectrum and quantitativeanalysis is veryimportant，especially the calibrationmeasurement conditions，environmentalchangescausedbythespectral baselinedriftisoneofthekeyintheinfrared spectrumanalysis According tothefeaturesofbaselinedrift noise，Thispapersputsforward an improvedasymmetric leasts
8、quaresmethodforinfraredspectrum signal baselinedrift correctionAtthesametime puts forwardthe comprehensiveprocessing median filtering，wavelet transform algorithmThat firstofall，medianfilterwasusedto extractroughbasedriftsignal，thenusewaveletdecompositionreconstructionmethod tosmoothbasedriftfurtherc
9、orrectionMedian filtering toextractroughoutlinebase drift，butalsoleadstoadistortionofthe”step”，thisisthevaluecomputationof truncation errorsExperiment resultsshowthatmedian filtering，wavelet transform comprehensiveprocessingalgorithmCansuppressthetruncationerrors Inthis paper,amethodcommonly usedint
10、heinterpolationmethodbasedonthe interpolation ofthe spectrum forbaselinedriftcorrectionForcommondefects interpolationmethods，thispaperpresents an improvedpartial least squares method forbaselinedriftcorrectionThetraditionalmethodof fittinginterpolation baseline effectisvery dependentonthechoice ofin
11、terpolationpointscharacteristics，the effect II is veryfittinginstabilityImproved PartialLeastSquaresestimationmethod usingthe histogram ofthe background valuesofthe original estimated backgroundspectra， estimated by iterativecalculationbaselinedrifthigher applicability and stabilityThe simulationres
12、ultsalsoshowthatthemethodbaselinedriftfiltereffectis veryobvious Keywords：The infrared spectrum，Baselinedrift，Wavelettransform，Curvefitting III 目录 摘要I AbstractII 目录一 第一章绪论1 11研究意义1 12国内外研究现状2 13本文所做的工作及内容安排一3 第二章FTIRATR及基线漂移概述4 21衰减全反射傅里叶红外光谱分析(FTIR-ATR)4 211FTIRATR产生的背景4 212红外光谱分析法概述6 213衰减全反射附件(AT
13、R)8 214红外分析法的基本原理10 21。5红外光谱定性分析方法11 22FTIRATR光谱仪原理11 231仪器的基本构成11 232光学系统及工作原理12 233傅立叶变换红外光谱测定14 234傅立叶变换红外光谱仪的主要特点15 23红外光谱基线漂移概述15 第三章基于滤波法的基线校正研究17 31中值滤波17 311中值滤波原理17 312快速中值滤波算法的实现19 32小波变换2l 321小波变换的基本理论21 IV 322小波变换的计算22 33中值小波联合基线校正算法及仿真24 331采用中值滤波校正大豆油的基线漂移26 332采用小波变换的方法进一步处理基线28 第四章基于曲线拟合的基线校正研究31 41传统的插值方法31 411拉格朗日插值法31 412牛顿插值法33 413多项式插值法34 42一种改进的偏最小二乘法36 421标准的偏最小二乘法36 422改进的偏最小二乘法36 43插值法基线校正仿真38 431传统插值方法进行基线校正38 432基于改进的偏最tb-乘法的基线校正42 第五章总结与展望44 致谢45 参考文献
