Page 8 - Акустооптические спектральные приборы для задач экологии

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

140

алгоритмов обработки спектров, содержащих характеристические ли-

нии, в пакетах Origin и Matlab. Была разработана программа для обра-

ботки линейчатых спектров с низкоамплитудным гладким фоном. По-

добные спектры присущи различным калибровочным источникам, а

также спектрам пропускания воды, полученным с подводного АО-спек-

трометрического комплекса. Порядок обработки спектров следующий.

1. Импорт текстовых данных из файла известного расширения и

структуры. Поскольку работа ведется с приборами, выходные файлы

которых имеют расширения .dat или .txt, а также структура вывода

данных и заголовков не изменяется от измерения к измерению, то

данная операция выполняется одной функцией (importdata()) и не

требует предварительной подготовки.

2. Разбиение всего спектрального диапазона на участки. Данная

операция применяется для выделения линии (кривой неизвестной за-

ранее формы) фона. В настоящее время выбор ширины интервалов

исключительно статистический, это оправдано тем, что цель текущей

реализации заключается в обработке спектров с одинаковыми спек-

тральными диапазонами и настройкой прибора. В дальнейшем пла-

нируется вычислять ширину участка, исходя из априорных данных о

спектральном диапазоне, числе зарегистрированных точек и аппа-

ратной функции прибора.

3. Присвоение каждому измерению весового коэффициента в за-

висимости, обратно пропорциональной его амплитуде. Данная опе-

рация должна устранить влияние узких пиков излучения на дальней-

шее вычисление средневзвешенных значений на каждом участке, ко-

торые будут использованы для построения линии фона. Это наиболее

простая из возможных операций и дает хорошие результаты для це-

левых спектров. Дальнейшее совершенствование методики будет

связано с введением линии регрессии и учетом конечной ширины

пиков, что обеспечит полное устранение влияния линий излучения на

результат. Следует отметить, что данный алгоритм основан на пред-

положении гладкости фона, что позволяет рассмотреть его на каждом

малом участке в приближении к линейной функции.

4. Интерполяция функции фона по точкам, вычисленным в

предыдущем пункте. На данном этапе не рассматривалась возмож-

ность применения методики для работы со спектрами, в которых фон

имеет разрывы первой производной.

5. Далее функция фона вычитается из исходного спектра. В ре-

зультате получаем набор данных, включающих линии излучения и

некоторый шум.

6. На последнем этапе проводится вычисление положений линий.

Первичное определение осуществляется путем поиска локальных

максимумов. Далее положение уточняется с помощью аподизации

аппаратной функцией. В результате получаем значение положения