Denoising and Baseline Correction Methods for Raman Spectroscopy Based on Convolutional Autoencoder: A Unified Solution

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作者
Ming Guang Han,Yu Dang,Jianda Han
出处
期刊:Sensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:24 (10): 3161-3161 被引量:20
标识
DOI:10.3390/s24103161
摘要

Preprocessing plays a key role in Raman spectral analysis. However, classical preprocessing algorithms often have issues with reducing Raman peak intensities and changing the peak shape when processing spectra. This paper introduces a unified solution for preprocessing based on a convolutional autoencoder to enhance Raman spectroscopy data. One is a denoising algorithm that uses a convolutional denoising autoencoder (CDAE model), and the other is a baseline correction algorithm based on a convolutional autoencoder (CAE+ model). The CDAE model incorporates two additional convolutional layers in its bottleneck layer for enhanced noise reduction. The CAE+ model not only adds convolutional layers at the bottleneck but also includes a comparison function after the decoding for effective baseline correction. The proposed models were validated using both simulated spectra and experimental spectra measured with a Raman spectrometer system. Comparing their performance with that of traditional signal processing techniques, the results of the CDAE-CAE+ model show improvements in noise reduction and Raman peak preservation.
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