[发明专利]基于二维光谱数据的拉曼光谱背景噪声去除方法

权利要求书

1.一种基于二维光谱数据的拉曼光谱背景噪声去除方法，其特征是，步骤如下：

1)在阵列式检测器感应面处划分拉曼散射光检测区域和背景光检测区域，其中，拉曼散射光检测区域是指拉曼散射光能够到达的检测器感应面区域，不仅检测到拉曼散射光，而且检测到背景光，该区域获取的是夹杂着背景噪声的拉曼光谱数据；背景光检测区域是指只有背景光能够到达的检测器感应面区域，该区域获取的是纯背景光谱数据；

2)二维光谱数据是由阵列式检测器采集的沿波长维度和一维空间维度两个维度变化的光强数据组成的，其中，阵列式检测器感应面的横轴对应波长维度，具体是指波长λ的变化方向；纵轴对应空间维度，具体是指垂直高度h的变化方向；

3)当拉曼散射光束和背景光束经过分光元件后，不同波长的光束沿阵列式检测器感应面的横轴方向入射到感应面的不同位置，沿横轴方向的每一行像素记录的一组光强数据构成了入射到某一垂直高度h处的拉曼散射光束或背景光束的一维光谱数据，仅记录了沿波长维度的光强变化信息；

4)通过记录入射到不同垂直高度h处的光束的光谱数据，增加了一维空间维度的光强变化信息，构成了二维光谱数据，获取纯背景光谱数据，实现拉曼光谱数据和纯背景光谱数据在空间维度的分离；

拉曼散射光检测区域沿波长λ递增方向呈扩展趋势，表现为像素行数b1<a1<a2<b2,因为光学系统存在色差，造成不同波长的光束具有不同的成像位置和成像大小，其中，波长较长的拉曼散射光束在检测器感应面处能够被较多的像素检测到，为了更好地保留拉曼散射光信息，以b1行至b2行像素区域作为拉曼散射光检测区域；

拉曼散射光检测区域的每行像素检测到的光强数据按波长λ对应叠加，构成夹杂着背景噪声的拉曼光谱数据IS(λ)；

背景光检测区域的每行像素检测到的光强数据按波长λ对应叠加并平均，构成单行像素检测平均纯背景光谱数据IN,AVG(λ)，由于拉曼散射光检测区域包括(b2-b1+1)行像素，则整体纯背景光谱数据IN,TOTAL(λ)＝(b2-b1+1)IN,AVG(λ)；

夹杂着背景噪声的拉曼光谱数据IS(λ)与整体纯背景光谱数据IN,TOTAL(λ)按波长λ对应相减，获得去除背景噪声的拉曼光谱数据I(λ)：

I(λ)＝IS(λ)-IN,TOTAL(λ)＝IS(λ)-(b2-b1+1)IN,AVG(λ)。

2.如权利要求1所述的基于二维光谱数据的拉曼光谱背景噪声去除方法，其特征是，获取纯背景光谱数据是，由于待检测的拉曼散射光束具有较小的尺寸，小于阵列式检测器感应面沿纵轴方向的宽度，因而，在某些垂直高度h处，存在只有背景光能够到达的检测器感应面区域，在垂直高度h处获取纯背景光谱数据。