便攜式防偽拉曼光譜儀的信號處理與系統設計.pdf

1、假冒偽劣產品是僅次于販毒的世界第二大公害。傳統的油墨防偽技術如熒光防偽油墨、熱敏及壓敏油墨等已使用多年，防偽功能基本喪失。拉曼光譜是一種分子散射光譜，反映分子結構和成分信息，對物質具有“指紋”性的鑒定作用。當納米材料顆粒小到一定尺寸時，具有量子效應，其拉曼光譜隨尺寸變化，通過專業(yè)手段組合成具有特定拉曼光譜的新材料，難以仿制。同時，拉曼光譜分析技術具有無損、敏感、無需樣品制備、時間短等優(yōu)點。因此，以分析拉曼光譜為前提，在油墨中加入納米顆粒

2、的新型防偽技術比傳統油墨更具防偽優(yōu)勢。
　　本文通過對納米條碼防偽領域的試探性研究，在第一臺便攜式防偽拉曼光譜儀樣機的基礎上，圍繞拉曼光譜數據自動化分析處理技術進行了深入研究，為智能防偽納米條碼技術的定性分析奠定理論基礎，并開發(fā)了相應的分析軟件用于實際應用。主要研究工作如下:
　　1、研究了基于拉曼光譜的納米條碼技術編碼原理，通過改變納米材料組合來實現條碼編碼和信息擴容，具有編碼方式靈活、信息容量大的優(yōu)點，充分滿足實際商品條

3、碼編碼的需求。簡要描述了課題的總體框架及智能掃描識別系統樣機的硬件結構和特點。
　　2、研究了拉曼光譜數據預處理（去噪聲、基線校正）技術和譜峰識別技術。對比4種傳統濾波方法，實現了一種循環(huán)三點零階Savitzky-Golay濾波法的自動化降噪方法，數值實驗表明該方法具有良好去噪效果的同時也保留了譜峰細節(jié)信息;對比3種常用的基線校正方法，確定了小窗口滑動平均法的基線校正，無需設置任何參數即可實現基線的自動擬合，估計精度良好;雙尺度相

4、關法進行譜峰識別比傳統檢測方法具有更優(yōu)的譜峰識別能力，檢測時無需對光譜信號進行預處理操作，避免了前期預處理造成的誤差。無論是單峰還是重疊峰，當拉曼譜峰信噪比大于等于8時，雙尺度相關法識別譜峰的平均正確率高于99.8％。
　　3、基于核心算法開發(fā)了界面友好的納米條碼智能識別防偽系統，從系統需求出發(fā)細化了系統的技術架構，并分析了系統總體框架、功能模塊及核心算法的實現流程，完成數據庫和客戶端界面設計，通過功能測試驗證該系統能正確還原納米