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峰值提取结合变分模态分解的复杂样品光谱去噪方法研究
writer:卢素敏,郝悦,石梓彤,初园园,张妍*,卞希慧*
keywords:光谱去噪,变分模态分解,峰值提取,X射线衍射
source:期刊
specific source:分析化学,2024
Issue time:2024年
为解决变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)用于包含尖锐峰值的光谱去噪时产生的峰损失问题,本研究提出了一种峰值提取结合变分模态分解(Peak extraction variational mode decomposition, PE-VMD)的复杂样品光谱信号去噪方法。首先,采用VMD对光谱信号进行去噪。其次,计算光谱信号的一阶导数来确定峰值中心。然后计算光谱信号的二阶导数来提取高信噪比的峰。最后将VMD去噪后丢失信息的峰截取去除,剩余光谱与提取的尖锐峰值依次连接得到最终的去噪光谱。将该方法用于模拟信号和MnCo-ISAs/CN催化剂的X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)谱去噪,并与Savitzky-Golay(SG)平滑、经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)和VMD进行比较,通过去噪前后的光谱图和信噪比评价去噪效果。结果表明,PE-VMD去噪具有最大的信噪比且有效地保留了光谱信号的有用信息。因此,对于包含尖锐峰值的光谱,PE-VMD具有更好的去噪能力。