主题：【第十四届原创】GCMSsolution工作站数据平滑的几种方法介绍

浏览0 回复6 电梯直达

安平

结帖率：

100%

关注：0 |粉丝：0

新手级：新兵

红小豆发表于：2021/10/09 23:35:08 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

维权声明：本文为byron1111原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。

gcMSsolution工作站数据平滑的几种方法介绍

概述

gcMSsolution色谱质谱数据工作站实现数据平滑的集中方法与基本原理解释

数据平滑的意义

色谱仪或者色谱-质谱联用仪采集到的数据文件，进行平滑之后，可以提高色谱峰的信噪比并降低检出限，是常见的色谱信号的处理手段。需要至于，不良的平滑参数，反而可能会导致检出限上升，或者造成分离度问题，参见https://bbs.instrument.com.cn/topic/7642927。

数据平滑的常见方法

下面以Shimdzu的gcMSsolution色谱-质谱数据工作站为例予以说明，从基本原理上来讲，gcMSsolution工作站本质上可以使用三种数据平滑的方法，标准法，双边法和最小二乘法，如图1所示：

图1 gcMSsolution的数据平滑参数

各种平滑方法的基本原理：

1、移动平均法（包括标准法和双边法）

移动平均法的原理，确定一定的间隔（窗口），将窗口内的数据点取平均值之后替代原始数据点，然后移动到下一个点。不断重复此过程，直至完成全谱图的处理。

实例：例如设定平滑的数据点间隔为7，那么图中的第1数据点至第7数据点进行平均，替换第4数据点。然后窗口向后移动，从第2点至第8点重复此计算过程，以此类推直至数据结束。如图2所示：

图2 移动平均法图示

窗口选择越大，滤波效率越好，但是会造成较大的色谱峰畸变（一般情况下会造成色谱峰宽增加，相邻的色谱峰分离度下降，极端情况下可能会使得相邻几个色谱峰混乱成单个色谱峰）。窗口一般选择小于峰宽的1/10，此即为标准法的基本原理。

双边法为带有权重因子的的移动平均平滑法，如图2，距离第4点越远的数据点，对平滑的贡献越小（因为数据点的强度降低），在平滑计算中赋予其较低的权重。

同时考虑数据点强度的权重的方法，称为双边法平滑。

Shimadzu 的色谱数据工作站LCsolution和Labsolutions内置有Smooth功能，也是使用了移动平均法（类似于gcMSsolution的标准法）。滤波效果如图3所示：

图3 色谱信号平滑前后的比较

2、最小二乘法（Savitzky-Golay 方法）

Savitzky-Golay法，本质上是采用构造多项式方程来拟合色谱信号的方法去平滑色谱-质谱信号。

首先假设一组数据点服从某个特定的多项式，根据最小二乘的原理，确定出多项式中各项系数。然后用多项式的值代替实验值，实现平滑。

常用的办法是五点二次平滑和七点三次拟合。

算法如下：

七点三次平滑：