第36卷，第4期 2016年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
吴德操1.2，魏彪1*，冯鹏，汤斌，刘娟
1.重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆
000
2.重庆工业职业技术学院，重庆401120
Vol. 36,No. 4 ,pp1044-1050
April,2016
摘要立足于成功研制的紫外-可见光谱水质检测多参数测量系统，针对紫外-可见光谱水质多参数原位实时检测在精度、灵敏度、稳定性等方面的实际需要，开展了基于二维重组和动态窗格的水质检测紫外-可见光谱去噪算法的研究，以此提高紫外-可见光谱水质检测的测量精度。光谱法水质检测系统通常使用工业级低成本光谱仪，其输出光谱包含明显的非平稳噪声。传统去噪法难以在滤除噪声的同时保留谱线细节。而且，原位实时水质检测条件下，被测水样可能快速变化，传统去噪法中常用的多次采样求均值法将产生额外
成的二维矩阵，经过二维小波变换后，设置一个可变宽度的窗格在系数矩阵中水平滑动，使用窗格内的小波系数计算得到动态去噪阔值，并随窗格滑动构建去噪阅值向量，由此进行光谱去噪，其中，窗格宽度由相邻区域的噪声方差变化率决定，变化率较高的区域缩小窗格宽度，反之则扩大宽度。实验结果表明，这种去噪非中同时，由于该算法并未使用时域平均，样本的快速变化对去噪性能的影响较小，适合在线或原位水质检测的水样本环境，
关键调水质检测；光谱去噪；二维重组；动态窗格
中图分类号，0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10., 3964/j. issn. 1000-0593(2016 )04-1044-07
bidity，浊度)和NO:-N(硝酸盐氮)等")。
有鉴于此，本文在已成功研制的紫外-可见光谱水质检测多参数测量系统基础上，针对紫外可见光谱水质多参数
水环境检（监测可对水的质和量以及水体中影响生态与
环境质量的各种人为和天然因素进行统一的定时或随时检测，它是环境保护的重要组成部分，关乎国家的可持续发展和人类生存环境的维护L)。在线（on-line)或原位(in-situ)水质检测系统2可对污染源进行实时监控，及时准确的发现水体污染事件，最大限度的防止污染的发生和蔓延。
直接光谱法水质检测技术，每次测量可在数秒钟内完成，在线、实时、低成本，可以进行原位检测31，克服了化学检测法耗时长、有二次污染等缺点。然而，在众多的光谱法水质检测方法中，紫外-可见光谱水质检测法相对较为成熟，其不仅可实现单波长或多波长定点检测，而且还可利用外-可见光联合检测算法提供更高的测量精度]，并能完成水质多参数同时检测或监测，如COD，TOC，TURB(Tur-
收稿日期：2014-12-08，修订日期：2015-03-27
同时实时检测在精度、灵致度、稳定性等方面的需要，特别加之复杂的野外环境，输出光谱容易受到噪声污染，为此开展了基于二维重组和动态窗格的水质检测紫外-可见光谱去噪算法研究，以此提高紫外可见光谱水质检测的测量精度，
原理部分 1系统组成 1.1
分布式原位监测节点由光谱仪、光源、浸入式探头、主控单元、能源供应单元、无线数传单元构成“，如图1所示。鉴于设备体积、成本、可靠性的考虑，光谱仪选用海洋光学公司开发的工业级微型光谱仪USB2000十[71，其CCD光子效率和稳定性低于该公司采用背照式CCD与内部制冷恒温
国中（60S）自重（1010）（6009）自国罩
土后科学基金面上项目（2014M560703），重庆市博土后科研人员项目特别资助项目（(Xm2014105)资助
作者简介：吴德操，1984年生，重庆大学光电工程学院博士研究生，重庆工业职业技术学院自动化系教师
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