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2025 conference-paper

Research on heterogeneous noise suppression and peak parameter inversion in Raman spectroscopy under a three-stage synergistic framework

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The precise inversion of weak signals in Raman spectroscopy is challenged by multiple, spectrally distinct noise sources, including high-frequency random noise, ultra-low-frequency baseline noise, and background fluctuations proximate to the signal, which conventional signal processing techniques struggle to address simultaneously. To overcome these limitations, this study proposes a synergistic DWT-AIRPLS-CWT (Discrete Wavelet Transform-Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares-Continuous Wavelet Transform) strategy that enables the robust recovery of weak Raman signals through a refined, staged, and targeted suppression of noise. The strategy first employs the Discrete Wavelet Transform (DWT), leveraging its multi-resolution decomposition to concentrate high-frequency noise energy into detail coefficients that are then suppressed via soft-thresholding, thus maximally preserving the core spectral information in the approximation coefficients. Subsequently, the non-parametric Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares (AIRPLS) method adaptively removes the persistent ultra-low-frequency baseline noise, a critical preprocessing step to isolate the Raman signal and its proximate fluctuations. Finally, the Continuous Wavelet Transform(CWT), using a Mexican Hat wavelet matched to the peak shape, is applied for fine-grained signal identification. CWT ridge analysis robustly distinguishes the long, strong ridges of authentic Raman peaks from the short, weak ridges of artifacts and directly provides high-quality initial parameters for peak fitting, with positions determined by ridge locations and widths estimated from scales of maximum response. These high-quality initial parameters significantly enhance the convergence and accuracy of the subsequent non-linear least squares fitting based on the Voigt function, ultimately achieving a high-precision inversion of extremely weak Raman signals.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Research on heterogeneous noise suppression and peak parameter inversion in Raman spectroscopy under a three-stage synergistic framework
Date Crossref
28/10/2025
Éditeur
SPIE
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Science and Technology of China pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Univ. of Science and Technology of China (China) pays non établi dans la notice
    Institution

University of Science and Technology of China, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics et Univ. of Science and Technology of China (China).

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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