在如今的世界中，随着科技的不断进步，对物质的检测需求也不断增多。如，在飞机等场所的安全检查方面，目前的检测手段普遍是x光机和人工搜身相结合的方式，没有对物质进行分析的有效手段；在环境安全方面，有不法工厂违法向大气、江河、土壤等自然环境中排放有毒有害物质，需要有一种能迅速分析物质成分的有效方法；在食品安全方面，有不法商家向食品中违法添加有害添加剂，如前些年著名的三聚氰胺奶粉事件，需要对食品物质成分进行可靠分析的方法；在公共安全方面，有恐怖分子随着科技的进步，将恐袭手段进化，使得恐怖袭击的手法更加难以发现，需要有效可靠的物质检测手段来进行物质检测来预防恐怖袭击。以上问题不仅仅需要国家机关的行动来解决，更需要有效且可靠的检测手段来支持，需要更加先进的物质检测技术和设备对物质检测进行技术支持。

物质的成分检测一般分为两种，分别是化学方法和物理方法。对比化学检测方法，物理方法具有方便快捷可靠的优点。光谱检测技术作为一种物理检测方法，已经渐渐在各行各业进行普遍应用，逐步受到了官方和民间的认可和使用。

光谱仪就是光谱检测技术的应用，它的工作原理就是通过分析物质的光谱信号来确定物质的组成和含量。其中光谱测量数据的处理方法是它的关键技术，首先获取物质的光谱信号，然后对测量的光谱信号进行处理和分析，最后确定物质的组成和含量。光谱测量数据的处理技术是光谱仪的核心，对光谱检测技术具有重要意义。目前光谱测量的处理方法已成为光谱检测技术的最大制约障碍，关系着精度和正确性。

目前，随着计算机技术的快速进步，基于计算机的数据处理方法也不断涌现，光谱测量数据的检测方法也不例外，也随其不断进步。国内外正兴起的人工智能热潮也使得光谱分析软件的性能和应用范围得到了极大的扩展，使得其与传统检测方法相比有了更大的优势。因此对光谱测量数据的处理方法研究有着巨大的理论和现实意义。而国内的光谱研究技术由于起步较晚，与国际的一流水平有着不小的差距，因此，开展对光谱测量数据的处理方法研究有着更加重要的现实意义。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究以光谱数据处理为基本内容，目标是对常用的光谱预处理方法从四个方面进行研究，分别是光谱数据的筛选与处理、光谱数据去噪、消除光谱谱线重叠和固体颗粒等因素的影响以及光谱特征谱线的标定以及提出一种去噪方法和光谱数据去噪评价指标选取。

其中在光谱的预处理中，筛选算法拟采用异常数据的处理与分析和为了增加差异性的增强算法；噪声滤除算法拟采用一些常用的噪声处理方法，在研究中对各种去噪算法进行研究以及找到和采用合适的去噪算法，拟将遗传算法用于阈值的选取；消除多种因素影响算法拟采用导数算法、snv和去趋势算法以及多元散射校正算法；特征谱线标定拟采用谱线自动寻峰和谱线对应元素标定；拟对去噪的评价指标进行研究，提出新的指标。

因为MATLAB集数学运算、信号处理、图形显示为一体，具有强大的功能，其具备完整算法及函数工具箱，能够为本次研究提供良好的技术支持，所以在本次研究拟采用的工具为MATLAB及其所具备的工具箱。

[1] 章兴武. 仿真建模与MATLAB实用教程[M].北京：清华大学出版社，2015.

[2] 李妍.高性能FTIR光谱仪数据采集与处理方法研究[D]中国科学技术大学,2017.