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以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員主要介紹基于中位值和小波兩級(jí)濾波氣相色譜分析儀數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法，GC2030Plus氣相色譜儀(觸摸屏)是泰特儀器潛心研究研發(fā)出來(lái)的一款實(shí)驗(yàn)室專用氣相色譜儀，更多詳細(xì)介紹請(qǐng)關(guān)注武漢泰特沃斯科技有限公司。

當(dāng)采用氣相色譜法對(duì)混合氣體進(jìn)行分析時(shí)，由于存在奇異噪聲和高斯噪聲，對(duì)色譜峰檢測(cè)產(chǎn)生不良影響。為此，通過(guò)小波變換的方法提取噪聲，對(duì)噪聲進(jìn)行分析，建立噪聲的概率分布模型，確定色譜信號(hào)中噪聲的特點(diǎn)。根據(jù)噪聲的特點(diǎn)，采用中位值濾波和小波變換相結(jié)合的濾波方法，處理色譜信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，中位值濾波和小波變換相結(jié)合的兩級(jí)濾波方法能有效濾除奇異噪聲和高斯噪聲，且信號(hào)畸變小，為后續(xù)色譜峰檢測(cè)、重疊峰分離打下良好的基礎(chǔ)。

氣相色譜儀是一種多組份混合物的分離、分析工具，它是以氣體為流動(dòng)相，采用沖洗法的柱色譜技術(shù)。氣相色譜儀作為一種理化分析儀器，廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品工業(yè)、生物化學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域。氣相色譜儀的數(shù)據(jù)處理部分可以劃分為5個(gè)部分，分別是數(shù)字濾波、基線校正、色譜峰檢測(cè)、色譜峰分離和定量計(jì)算，其中色譜信號(hào)的濾波對(duì)分析結(jié)果的影響非常大。在色譜儀的檢測(cè)模塊、放大模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中，都會(huì)有噪聲污染與樣品有關(guān)的真實(shí)信號(hào)。這些噪聲對(duì)色譜峰起點(diǎn)、終點(diǎn)的判斷會(huì)產(chǎn)生影響，甚至?xí)⒃肼曊`判為色譜峰，影響最終的分析結(jié)果。

對(duì)于色譜信號(hào)，傳統(tǒng)的濾波方法有多點(diǎn)平滑濾波法、最小二乘估計(jì)法、卡爾曼濾波法、傅里葉變換法和小波分析法，這些方法都是在線性分析的基礎(chǔ)上，利用噪聲與信號(hào)之間的差異達(dá)到濾波的效果?？墒窃趯?shí)際環(huán)境中，信號(hào)中的噪聲除了含有滿足高斯分布的噪聲外，還含有其他噪聲，較常見(jiàn)的有奇異噪聲。針對(duì)這類噪聲，采用中位數(shù)高保真數(shù)字濾波算法和自適應(yīng)中值濾波算法，對(duì)濾除信號(hào)中的奇異噪聲取得了較好的效果。但如果僅僅采用中位值濾波的方法，信號(hào)中還含有高斯白噪聲。

針對(duì)色譜信號(hào)中噪聲的復(fù)雜性，結(jié)合線性濾波和非線性濾波的優(yōu)點(diǎn)，先采用非線性濾波方法中的中位值濾波，去除色譜信號(hào)中的奇異噪聲。然后，建立噪聲的概率分布模型，確認(rèn)存在高斯噪聲，為此，采取線性濾波方法中的小波變換法對(duì)噪聲濾除。通過(guò)對(duì)色譜曲線進(jìn)行濾波處理，并給出每一步的比較圖，結(jié)果表明，該方法的特性良好。

針對(duì)分別采用中位值濾波和小波濾波預(yù)處理氣相色譜儀數(shù)據(jù)中存在的問(wèn)題，根據(jù)對(duì)濾波后噪聲的統(tǒng)計(jì)分析，提出采用中位值濾波和小波濾波這兩級(jí)濾波對(duì)氣相色譜信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，取得較好效果。

首先采用中位值濾波，有效地消除氣相色譜儀數(shù)據(jù)中奇異噪聲；并采用有效措施，修復(fù)由于中位值濾波所造成的峰頂平臺(tái)，從而保證了峰保留時(shí)間計(jì)算的準(zhǔn)確性。

利用小波變換提取經(jīng)過(guò)中位值濾波后信號(hào)的噪聲系數(shù)，建立其概率分布模型，判斷其滿足高斯分布，為進(jìn)行第二級(jí)濾波提供了理論依據(jù)。

采用小波變換對(duì)氣相色譜信號(hào)進(jìn)行第二級(jí)濾波，有效地消除了高斯噪聲影響，最大限度地保留了有用信號(hào)的特征。

在為國(guó)內(nèi)大公司研制的氣相色譜工作站中加入了這種兩級(jí)濾波方法，對(duì)氣相色譜信號(hào)進(jìn)行離線和在線的預(yù)處理，為后續(xù)分析打下了良好的基礎(chǔ)。這種兩級(jí)濾波方法沒(méi)有增加太多的運(yùn)算量，滿足實(shí)時(shí)處理的要求。