优化Savitzky-Golay滤波器的参数及其在傅里叶变换红外气体光谱数据平滑预处理中的应用

发布时间：2017-06-09 10:14

  本文关键词：优化Savitzky-Golay滤波器的参数及其在傅里叶变换红外气体光谱数据平滑预处理中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对傅里叶变换中红外光谱数据的平滑预处理中,通常采用Savitzky-Golay滤波器的方法进行光谱数据的平滑预处理,然而Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的合理选则始终是一个难题,并无统一的选择依据,通常在一定数值范围内,采用多组数据进行遍历尝试,最终选择一组相对较优的数据作为Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽参数。文中探索了Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的优化选取这一问题,并对其主要频率指标参数与多项式拟合阶次和窗宽等参数进行了定性定量分析,得出了截至频率、阻带起始点频率、第一旁瓣峰值频率及第一旁瓣峰值幅度与窗宽和阶次之间具体的计算方程表达式。随后,根据采集的中红外气体组分的光谱数据特征,依据上述计算方程式,优化计算选取多项式拟合阶次和窗宽分别为8和11时,其Savitzky-Golay滤波器的中红外气体组分的光谱数据平滑效果最优。最后通过实际采集的0.1%,0.2%,0.5%,1%,2%,5%浓度的CH_4光谱数据进行平滑预处理,在次吸收峰区域,原始光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为17.230 5%和0.243 0%,平滑处理后的光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为0.088 0%和0.020 6%。可见经过Savitzky-Golay滤波器进行所探索的光谱数据预处理之后其相对误差基本稳定,并且相对较低,为后期光谱数据的准确定性和定量分析奠定了基础。
【作者单位】： 西安科技大学;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;中国计量科学研究院;
【关键词】： Savitzky-Golay滤波器 光谱数据预处理 折算吸光率 傅里叶变换红外光谱
【基金】：国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ240127) 国家自然科学基金项目(51277144) 电力设备电气绝缘国家重点实验室基金项目(EIPE11307)
【分类号】：TN713;O657.33
【正文快照】： 3.中国计量科学研究院,北京100013引言在光谱分析数据预处理的方法中通常采用Savitzky-Go-lay滤波器(S-G)方法来进行原始数据的平滑与去噪[1-3]。Savitzky-Golay滤波器(S-G)方法[4]最早由Savitzky和Golay于1964年提出,其基本原理是基于最小二乘拟合,用拟合值代替原始数值,以达

  本文关键词：优化Savitzky-Golay滤波器的参数及其在傅里叶变换红外气体光谱数据平滑预处理中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435142