便攜式防偽拉曼光譜儀的信號(hào)處理與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、假冒偽劣產(chǎn)品是僅次于販毒的世界第二大公害。傳統(tǒng)的油墨防偽技術(shù)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(jié)構(gòu)和成分信息，對(duì)物質(zhì)具有“指紋”性的鑒定作用。當(dāng)納米材料顆粒小到一定尺寸時(shí)，具有量子效應(yīng)，其拉曼光譜隨尺寸變化，通過(guò)專(zhuān)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(shí)，拉曼光譜分析技術(shù)具有無(wú)損、敏感、無(wú)需樣品制備、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。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(shù)比傳統(tǒng)油墨更具防偽優(yōu)勢(shì)。
　　本文通過(guò)對(duì)納米條碼防偽領(lǐng)域的試探性研究，在第一臺(tái)便攜式防偽拉曼光譜儀樣機(jī)的基礎(chǔ)上，圍繞拉曼光譜數(shù)據(jù)自動(dòng)化分析處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究，為智能防偽納米條碼技術(shù)的定性分析奠定理論基礎(chǔ)，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的分析軟件用于實(shí)際應(yīng)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(shù)編碼原理，通過(guò)改變納米材料組合來(lái)實(shí)現(xiàn)條碼編碼和信息擴(kuò)容，具有編碼方式靈活、信息容量大的優(yōu)點(diǎn)，充分滿(mǎn)足實(shí)際商品條

3、碼編碼的需求。簡(jiǎn)要描述了課題的總體框架及智能掃描識(shí)別系統(tǒng)樣機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。
　　2、研究了拉曼光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理（去噪聲、基線(xiàn)校正）技術(shù)和譜峰識(shí)別技術(shù)。對(duì)比4種傳統(tǒng)濾波方法，實(shí)現(xiàn)了一種循環(huán)三點(diǎn)零階Savitzky-Golay濾波法的自動(dòng)化降噪方法，數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明該方法具有良好去噪效果的同時(shí)也保留了譜峰細(xì)節(jié)信息;對(duì)比3種常用的基線(xiàn)校正方法，確定了小窗口滑動(dòng)平均法的基線(xiàn)校正，無(wú)需設(shè)置任何參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)基線(xiàn)的自動(dòng)擬合，估計(jì)精度良好;雙尺度相

4、關(guān)法進(jìn)行譜峰識(shí)別比傳統(tǒng)檢測(cè)方法具有更優(yōu)的譜峰識(shí)別能力，檢測(cè)時(shí)無(wú)需對(duì)光譜信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理操作，避免了前期預(yù)處理造成的誤差。無(wú)論是單峰還是重疊峰，當(dāng)拉曼譜峰信噪比大于等于8時(shí)，雙尺度相關(guān)法識(shí)別譜峰的平均正確率高于99.8％。
　　3、基于核心算法開(kāi)發(fā)了界面友好的納米條碼智能識(shí)別防偽系統(tǒng)，從系統(tǒng)需求出發(fā)細(xì)化了系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，并分析了系統(tǒng)總體框架、功能模塊及核心算法的實(shí)現(xiàn)流程，完成數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶(hù)端界面設(shè)計(jì)，通過(guò)功能測(cè)試驗(yàn)證該系統(tǒng)能正確還原納米