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基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解及t檢驗(yàn)的X射線(xiàn)衍射圖譜噪聲去除方法研究
作者:凌夢(mèng)旋,盧素敏,孫浩,劉丹,卞希慧*
關(guān)鍵字:經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解;t檢驗(yàn);X射線(xiàn)衍射;仿真信號(hào)
論文來(lái)源:期刊
具體來(lái)源:分析化學(xué),2023,51(3): 1-9
發(fā)表時(shí)間:2023年

      X射線(xiàn)衍射(X-ray diffraction,XRD)技術(shù)因其能夠快速分析材料成分、材料內(nèi)部原子或分子結(jié)構(gòu)形態(tài)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域。然而,由于儀器振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響,X射線(xiàn)衍射儀測(cè)得的XRD譜噪聲大。因此,本研究引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical mode decomposition,EMD)結(jié)合t檢驗(yàn)的方法對(duì)XRD譜進(jìn)行去噪。首先,采用EMD將XRD譜分解,得到一系列頻率不同的固有模態(tài)函數(shù)(Intrinsic mode functions,IMFs)分量。高頻的IMFs分量代表噪聲,低頻的IMFs分量代表有用信息。但有時(shí)噪聲和有用信息難以區(qū)分。因此,本研究又引入統(tǒng)計(jì)學(xué)t檢驗(yàn)的方法判斷IMFs分量均值與零之間的顯著性差異。最后將無(wú)顯著性差異的分量刪除,并重構(gòu)有顯著性差異的分量,得到去噪后的XRD譜。通過(guò)一個(gè)仿真XRD譜和兩個(gè)實(shí)測(cè)XRD譜驗(yàn)證提出方法的可行性。結(jié)果表明,與Savitzky-Golay(SG)平滑相比,EMD結(jié)合t檢驗(yàn)的方法能夠能有效去除XRD譜中的噪聲。

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