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        拉曼光譜是一種先進(jìn)的光譜技術(shù),它本身并沒有那么復(fù)雜,令人棘手的是測(cè)試樣品的拉曼峰與其他拉曼峰以及噪音混合在一起。例如,在傳統(tǒng)的光譜測(cè)量中,你可以分析一個(gè)透射吸光度圖(比如比色皿中的染料)或一個(gè)材料反射率圖,并很容易地挑選出寬闊的背景光譜峰和明顯的吸收或者反射峰并解釋它們。但在拉曼光譜中,你所關(guān)心的待測(cè)物拉曼峰可能混雜在眾多拉曼峰與噪音之中。那么如何處理這么多錯(cuò)綜復(fù)雜的拉曼數(shù)據(jù)呢?如何有效優(yōu)化拉曼數(shù)據(jù)呢?

        基線校正
        基線校正即是從整體數(shù)據(jù)中統(tǒng)一扣除一個(gè)背景噪聲,這意味著某些波數(shù)強(qiáng)度將降為零從而將整個(gè)數(shù)據(jù)拉回基線附近。這將糾正由焦點(diǎn)、功率等問題引起的垂直偏移,但不會(huì)影響拉曼峰之間的相對(duì)關(guān)系。

        在光譜測(cè)量過程中,做峰值分析之前執(zhí)行基線校正是非常重要的。因?yàn)榉逯祷蛞话愕娜魏沃�,都可能受到某些環(huán)境影響而發(fā)生強(qiáng)度的偏移,但這種偏移可以通過已知的獨(dú)立于變化參數(shù)區(qū)域以外的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正-基線校正。拉曼光譜也可以做同樣的事情,如果想要量化數(shù)據(jù),基線校正是至關(guān)重要的。

        標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量
        SNV是一種常用的拉曼預(yù)處理技術(shù),需要在拉曼范圍內(nèi)選擇一些窗口來進(jìn)行處理。通常,在拉曼應(yīng)用中使用350-3000cm-1這個(gè)范圍,但這個(gè)范圍會(huì)根據(jù)圖譜的表現(xiàn)方式而變化。事實(shí)上,基于系統(tǒng)反應(yīng)、分析物活動(dòng)等因素,這個(gè)范圍是相當(dāng)主觀的。

        所以,SNV代表著全譜的平均值減去范圍平均值,然后除以范圍-標(biāo)準(zhǔn)差。通過這個(gè)預(yù)處理過程之后,可以將多次測(cè)量的數(shù)據(jù)放在同一范圍內(nèi)進(jìn)行比對(duì)。


        在處理拉曼數(shù)據(jù)時(shí),多數(shù)情況都會(huì)嘗試SNV、基線校準(zhǔn)等多種數(shù)據(jù)處理方式之后,選取處理結(jié)果更優(yōu)的方式。所以拉曼數(shù)據(jù)處理有一大部分時(shí)間是在嘗試不同的數(shù)據(jù)處理方法和模式。

        對(duì)于已知條件下采集的較大數(shù)據(jù)集,拉曼光譜數(shù)據(jù)可以作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)做PCA相關(guān)性分析或者更復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。分析較大數(shù)據(jù)集的另一種選擇是使用機(jī)器學(xué)習(xí),但這通常也需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一些預(yù)處理,以使輸入與輸出的數(shù)據(jù)有意義。




    海洋光學(xué)拉曼系統(tǒng)