第34卷，第7期 2014年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 7 -pp1969-1972
July2014
一
陈鹏飞：国地，乔淑君，杨光吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130026
摘要谱线寻峰在激光诱导击穿光谱（laser-induced breakdownspectroscopy）中是必不可少的步骤，然而噪声和背景的存在，干扰了寻峰的准确性。为了提高LIBS寻峰中重叠峰分辨能力和白适应能力，提出一种适用于LIBS谱图的自动寻峰方法。将基于连续小波变换的脊线寻峰法引人到LIBS中，探讨了连续小波变换中的小波母函数的选择并优化了尺度参数和平移参数，提出一套脊线校正方法对脊线寻峰法进行广改进实验结果表明，该方法与直接比较法、导数法和脊线寻峰法相比，在重叠峰分辨能力和寻峰精度等方面优势显著，可应用于LIBS数据处理。
关键词激光诱导击穿光谱；连续小波变换；自动寻峰；重叠峰分辨
中图分类号：TP391
文献标识码：A
引言
DOI: 10, 3964 /j. issn. 1000-0593 (2014 )07-1969-04
移参数，并提出一套脊线校正方法对脊线寻峰法进行了改进，进一步提高了重叠峰分辨能力和寻峰精度。
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一项新兴的原子发射光谱分析技术1-4」，通过检测谱峰的位置和强度信息实现物质成分的定性与定量分析，寻峰的效果直接影响着LIBS分析技术的精度。目前常见的寻峰算法包括直接比较法、导数法5 和曲线拟合法），其中直接比较法对噪声和背景信息敏感，只适合寻找孤立峰；导数法虽然具有良好的寻峰效果，但是在寻峰过程中需要进行平滑滤波等复杂的数据处理，其自适应能力较差；曲线拟合法则不适用于全光谱自动寻峰，
近儿年来，基于连续小波变换的寻峰方法成为谱峰识别领域的一个研究热点，该方法寻峰准确率较高，并且对于噪声和背景具有较强的抑制能力，已经被应用于质谱7.]、近红外光谱和X射线谱]。Du"等将连续小波变换应用于质谱数据的谱峰识别，选择Mexh作为小波母函数，并首次提出了脊线寻峰法，有效地降低了质谱峰的误检率；Cai等将连续小波变换应用于近红外光谱寻峰，并改进了模极大值搜索算法，进一步提高了算法的执行效率；Gregoire[o]等采用带权重系数的LoG小波母函数对寻峰算法进行了改进，提升了算法对于重叠峰的识别能力，并成功应用于Pt-Ru薄膜的X射线谱图寻峰。上述方法直接应用于LIBS谱图寻峰，峰位偏差较大，未能达到理想效果。本工作在脊线寻峰法的基础上，选择Mexh作为小波母函数，优化了尺度参数和平
收稿日期：2014-02-18，修订日期：2014-05-06
基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ030113)资助
1连续小波变换原理与参数优化 1.1原理分析
连续小波变换是一种新兴的谱峰分析方法，目前已得到广泛应用。连续小波变换与傅里叶变换相似，它将信号分解为一系列小波函数的叠加，可以构建一个具有良好时域及频域局部化的时频信号。变换方法如式(1）
((-()*0)
a
式中，f(t)为信号，亚.（t)为小波母函数，a为尺度参数，b 为平移参数，C为小波系数。其中小波系数用来表征小波母函数与信号的相似程度，系数越大说明信号和小波母函数相似度越大。随着α取不同的值，连续小波变换返回一个二维的NAXNX小波系数矩阵，NA为尺度参数个数，NX为信号的长度。每行的小波系数与原始信号存在对应关系，系数中的峰位相对位置不变，因此，经连续小波变换后可以将时
域寻峰转变为小波域内对小波系数矩阵的寻峰。 1.2参数选择与优化
在使用连续小波变换进行谱图寻峰之前，首先要对小波
母函数、尺度参数和平移参数进行选择，具体方法如下： 1.2.1小波母函数
作者简介：陈鹏飞，1986年生，吉林大学仪器科学与电气工程学院博士研究生
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