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基于经验模态分解及t检验的X射线衍射图谱噪声去除方法研究
writer:凌梦旋,卢素敏,孙浩,刘丹,卞希慧*
keywords:经验模态分解;t检验;X射线衍射;仿真信号
source:期刊
specific source:分析化学,2023,51(3): 1-9
Issue time:2023年

      X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)技术因其能够快速分析材料成分、材料内部原子或分子结构形态等优点已广泛应用于分析化学领域。然而,由于仪器振动、电磁干扰等因素的影响,X射线衍射仪测得的XRD谱噪声大。因此,本研究引入经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)结合t检验的方法对XRD谱进行去噪。首先,采用EMD将XRD谱分解,得到一系列频率不同的固有模态函数(Intrinsic mode functions,IMFs)分量。高频的IMFs分量代表噪声,低频的IMFs分量代表有用信息。但有时噪声和有用信息难以区分。因此,本研究又引入统计学t检验的方法判断IMFs分量均值与零之间的显著性差异。最后将无显著性差异的分量删除,并重构有显著性差异的分量,得到去噪后的XRD谱。通过一个仿真XRD谱和两个实测XRD谱验证提出方法的可行性。结果表明,与Savitzky-Golay(SG)平滑相比,EMD结合t检验的方法能够能有效去除XRD谱中的噪声。