Н.С. Васильев, А.Н. Морозов
4
2
1
2
=1
1 1
( ) =
( )
( )
.
j
j
N
j
j
j
j
c
a
x b
d
N B
(5)
Задача идентификации веществ сводится к экстремальной задаче по-
иска минимума функционалов вида (1)–(5). Затем по формуле (2)
определяется числовой критерий соответствия исследуемого спектра
эталонному.
Для экспериментальной апробации методик применяли статиче-
ский фурье-спектрометр видимого и ближнего УФ-диапазонов [14].
Эксперимент состоял в регистрации набора спектров с помощью
статического фурье-спектрометра при возбуждении образцов УФ-
излучением с длинами волн 280 и 310 нм. Для проверки эффектив-
ности предложенных алгоритмов использовали тестовые вещества:
антрацен (№ 1), POPOP (№ 2), PPO (№ 3), стильбен (№ 4) и трипто-
фан (№ 5). Далее вместо названий веществ будут приводиться их
указанные номера.
Для получения эталонных спектров использовалось большое ко-
личество исходного вещества ( > 10 г ), длительные экспозиции
(
1 мин
) и усреднение по большому числу зарегистрированных
спектров ( >10 ). Таким образом, получили спектры исследуемых ве-
ществ с высоким отношением сигнал/шум. Для анализа эффективно-
сти методик требуется большое число измеренных спектров веществ,
моделирующих слабый сигнал при экспресс-анализе. С целью упро-
щения эксперимента увеличения однотипности результатов и сокра-
щения времени полученные двумерные интерферограммы эталонных
спектров искусственно аддитивно зашумлялись гауссовым шумом.
На рис. 1,
a
представлен эталонный и зашумленные спектры ве-
щества № 1, полученные при подсветке возбуждающим излучением с
длиной волны 280 нм; на рис. 1,
б
– спектры вещества № 4, получен-
ные при подсветке источником возбуждающего излучения с длиной
волны 310 нм. Среднеквадратичное отклонение выбирали эмпириче-
ски равным 10 000 разрядов 14-битного АЦП. По 10 эталонным спек-
трам были получены 20 спектров, имитирующих измеренные сильно-
зашумленные спектры.
Обработка экспериментальных данных заключалась в усреднении
двумерных интерферограмм, фурье-преобразовании полученных од-
номерных интерферограмм, минимизации функционалов вида (1)–(5),
получении коэффициентов соответствия по формуле (2) для всех эта-
лонных спектров отдельно. Затем по набору из 20 зашумленных дву-
мерных интерферограмм строили матрицу коэффициентов соответ-
ствия размером
10 5
. Номер по горизонтали соответствовал номеру
