第35卷，第5期 2015年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 5 -pp1286-1289
May,2015
静态小波变换荧光检测水中矿物油信号的去噪方法
王玉田：程朋飞，侯培国*，杨折
燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室，河北秦皇岛066004
摘要荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、易于设计等优点，是检测水中油类污染物的重要手段。光电探测器产生的噪声会影响荧光检测系统的灵敏度，荧光信号的噪声消除一直是研究的热点间题。由于荧光信号增加了支集长度，dbN族小波能够解决信号的边界问题，通过比较dbN族不同小波基的去噪效果，选择7为最优小波基：对含噪荧光信号作5层静态小波分解。根据小波理论自适应地选择阅值，高频系数经过阅值量化并重构得到纯净的荧光信号。与离散小波变换相比，静态小波变换去噪后信号具有信息完整性和时移不变性。
关键词SWT：噪声：小波；荧光信号：矿物油
文献标识码：A
中图分类号：TH744.1
引言
DOI: 10. 3964/j- issn. 1000-0593 (2015 )05-1286-04
矿物油中含有的芳香族化合物和含共轭双键的化合物，在激发光的照射下，化合物分子吸收光能量，由基态跃迁至激发态，由激发态联迁到基态的各个不同振动能极，发射出
工农业的发展使得油类污染越来越严重，准确检测水中
矿物油的含量具有重要意义。由于荧光分析法的灵墩度高、选择性好、易于设计等优点口，被广泛应用于环境污染物监测领域"」。在水中矿物油的荧光检测中，通常用光电倍增管(photomultipliertube，PMT）将荧光信号转化为电流信号。在转换过程中，PMT会产生噪声。提高检测精度，改善荧光信号的质量，提取有用信息，是荧光信号处理中的关键技术。
小波分析中的Mallat算法是计算离散小波变换（discrete wavelettransform，DWT)的快速算法，但输入信号分别经过低通和高通滤波器卷积后，进行下采样得到的小波系数缺乏平移不变性"。而静态小波变换（stationarywavelettrans-form，SWT)后的近似系数和细节系数没有进行下采样，长度仍与原信号相同，保证了信息的完整性。通过对不同尺度的小波系数进行子带分解，计算不同子区间的小波嫡，根据最大的小波摘自适应地选择闻值，提出基于小波嫡的自适应黄值荧光信号去噪方法。
1荧光法检测水中矿物油的原理与系统结构 1.1测量原理
收稿日期：2014-05-11，修订日期：2014-08-18
荧光“]。根据Beer-Lambert定律，荧光强度I与矿物油浓度c的关系为
I = YAI。(110)
(1)
式中，4为仪器常数，Y为矿物油的荧光量子产率，I为透射光强度，为矿物油的摩尔吸光系数，L为荧光在样晶中的透射光程。用泰勒级数将式(1)展开，当矿物油浓度较低时，可省略高次项。
I = 2. 3Yr AI &L
(2)
表明PMT接收到的荧光信号强度与与矿物油浓度成正
比，这是荧光法检测矿物油的理论基础。 1.2系统结构
系统选择瞬时功率强，能提供光谱范围在200～700nm
稳定激发光的脉冲氙灯作为微发光源。所设计的水中矿物油荧光检测仪器如图1所示。
光源发出的光经过衍射光栅后得到一定波长的单色光，激发光耦合器将单色光分为不等的两束，一路作为参考光，经参考光耦合器后被PMTO收集。一路到达探头激发水中的矿物油，发射出荧光。荧光经过耦合器进人荧光单色仪，得到单一频率下的荧光，被PMT1收集。PMTO和PMT1输出电流信号分别为1和1，用1/1，得到荧光的相对强度，用来消除激发光源的波动等不稳定因素，提高检测系统的精
基金项目：国家自然科学基金项目（61201110，61471312，61403333），河北省自然科学基金项目（F2012203189，F2015203072)资助作者简介：王玉田，1952年生，燕山大学电气工程学院教授
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*通讯联系人e-mail：pghou@ysu,edu.cn