zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-654Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESУДАЛЕНИЕ ШУМА НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-МЕТОДА ИЗ СПЕКТРА КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКОЙ ПЛЕНКИ ФОРСТЕРИТ-ГИДРОКСИАПАТИТА, ПОЛУЧЕННОЙ ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ОСАЖДЕНИЕМ НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 316LWAVELET-BASED NOISE REMOVAL FROM RAMAN SIGNAL TO STUDY PLD COATED FORSTERITE-HYDROXYAPATITE THIN FILM ON STAINLESS STEEL 316L SUBSTRATEPrakashP. S.PrakashP. S.pspsbme@gmail.comSharanT. S.SharanT. S.tareshss.rs.bme16@itbhu.ac.inPawarS. J.PawarS. J.

211004, Уттар-Прадеш

sjpawar@mnnit.ac.inTewariR. P.TewariR. P.

211004, Уттар-Прадеш

rptewari@mnnit.ac.inSharmaS.SharmaS.shiru.bme@iitbhu.ac.inНациональный институт технологий Motilal Nehru, АллахабадDepartment of Applied Mechanics, Motilal Nehru National Institute of Technology AllahabadШкола биомедицинской инженерии, Индийский технологический институт (BHU)School of Biomedical Engineering, Indian Institute of Technology (BHU)202030062020873507(1)-507(8)Copyright © Prakash P.S., Sharan T.S., Pawar S.J., Tewari R.P., Sharma S., 20202020Prakash P.S., Sharan T.S., Pawar S.J., Tewari R.P., Sharma S.Prakash P.S., Sharan T.S., Pawar S.J., Tewari R.P., Sharma S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/654

Для исследования форстерит-гидроксиапатитного композитного покрытия на подложке из нержавеющей стали предлагается использовать КР-спектроскопию. Однако для выделения спектра КР требуется удаление шума и фона. Для коррекции фона применен метод сравнения. Основанное на вейвлет-подходе шумоподавление сигнала выполнено с помощью шестого уровня декомпозиции с вейвлетом sym4 при мягком преодолении порога. Проведено сравнение эффективности вейвлетметода шумоподавления с методами сглаживания Савицкого–Голея, квадратичной регрессии и фильтрации низких частот. Установлено, что метод вейвлет-шумоподавления работает лучше, чем другие методы, так как способен сглаживать сигнал и увеличивать отношение сигнал/шум, сохраняя пиковую интенсивность неискаженной. Пики рассчитаны для различных составов форстерит-гидроксиапатитного композита. Изменение расположения пиков в обработанных спектрах КР позволяет предположить, что изменение концентрации форстерита и гидроксиапатита в покрытии может быть исследовано с помощью спектроскопии КР.

Raman spectroscopy is proposed here for the study of forsterite-hydroxyapatite (FS-HA) composite coating on a stainless-steel substrate. However, in order to analyze the Raman spectrum accurately, noise and background removal is always required. A comparative study has been done for the correction of background. The wavelet-based denoising of the signal was done using level 6 decomposition with sym4 wavelet and the thresholding method used was soft thresholding. In the present work, the effectiveness of the wavelet-based denoising method has been compared with Savitsky–Golay smoothing, quadratic regression, and low pass filter method. It is found that the wavelet-based denoising method works better as compared to other methods as it is able to smooth the signal and to increase the SNR while maintaining the peak intensity undistorted. Peaks are calculated for the different composition of the HA-FS composite. The variation of peak location in the processed Raman spectra suggests that the variation in concentration of FS and HA in the coating can be studied by using Raman spectroscopy.

КР-спектроскопияMATLABимпульсное лазерное напылениеобработка сигналовфорстеритнержавеющая стальRaman spectroscopyMATLABPulse Laser Depositionsignal processingForsteritestainless-steelReferencesS.-I. Akimoto, Y. Matsui, Y. Syono, The Physics and Chemistry of Minerals and Rocks, 327 (1976).S.-I. Akimoto, Y. Matsui, Y. Syono, The Physics and Chemistry of Minerals and Rocks, 327 (1976).S. Ramesh, A. Yaghoubi, K. S. Lee, K. C. Chin, J. Purbolaksono, M. Hamdi, M. A. Hassan, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 25, 63 (2013).S. Ramesh, A. Yaghoubi, K. S. Lee, K. C. Chin, J. Purbolaksono, M. Hamdi, M. A. Hassan, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 25, 63 (2013).S. Ni, L. Chou, J. Chang, Ceram. Int., 33, 83 (2007).S. Ni, L. Chou, J. Chang, Ceram. Int., 33, 83 (2007).S. R. Levitt, P. H. Crayton, E. A. Monroe, R. A. Condrate, J. Biomed. Mater. Res., 3, 683 (1969).S. R. Levitt, P. H. Crayton, E. A. Monroe, R. A. Condrate, J. Biomed. Mater. Res., 3, 683 (1969).M. H. Fathi, A. Hanifi, Mater. Lett., 61, 3978 (2007).M. H. Fathi, A. Hanifi, Mater. Lett., 61, 3978 (2007).Y.-M. Sung, J.-C. Lee, J.-W. Yang, J. Cryst. Growth, 262, 467 (2004).Y.-M. Sung, J.-C. Lee, J.-W. Yang, J. Cryst. Growth, 262, 467 (2004).Y.-M. Sung, D.-H. Kim, J. Cryst. Growth, 254, 411 (2003).Y.-M. Sung, D.-H. Kim, J. Cryst. Growth, 254, 411 (2003).M. A. Minnath, In Fundamental Biomaterials: Metals, Elsevier, 167–174 (2018).M. A. Minnath, In Fundamental Biomaterials: Metals, Elsevier, 167–174 (2018).I. Milošev, Pure Appl. Chem., 83, 309 (2010).I. Milošev, Pure Appl. Chem., 83, 309 (2010).M. A. Ward, T. K. Georgiou, Polymers, 3, 1215 (2011).M. A. Ward, T. K. Georgiou, Polymers, 3, 1215 (2011).I. Ibrahim, E. Sadiku, T. Jamiru, A. Hamam, W. K. Kupolati, Curr. Trends Biomed. Eng. Biosci., 4, 9 (2017).I. Ibrahim, E. Sadiku, T. Jamiru, A. Hamam, W. K. Kupolati, Curr. Trends Biomed. Eng. Biosci., 4, 9 (2017).J. Chevalier, L. Gremillard, J. Eur. Ceram. Soc., 29, 1245 (2009).J. Chevalier, L. Gremillard, J. Eur. Ceram. Soc., 29, 1245 (2009).A. Iftekhar, Standard Handbook of Biomedical Engineering and Design, McGraw-Hill Companies (2004).A. Iftekhar, Standard Handbook of Biomedical Engineering and Design, McGraw-Hill Companies (2004).L. Zhao, P. K. Chu, Y. Zhang, Z. Wu, J. Biomed. Mater. Res., Part B: Appl. Biomater., 91, 470 (2009).L. Zhao, P. K. Chu, Y. Zhang, Z. Wu, J. Biomed. Mater. Res., Part B: Appl. Biomater., 91, 470 (2009).L. A. Thomson, F. C. Law, N. Rushton, J. Franks, Biomaterials, 12, 37 (1991).L. A. Thomson, F. C. Law, N. Rushton, J. Franks, Biomaterials, 12, 37 (1991).L. Tang, P. Thevenot, W. Hu, Curr. Top. Med. Chem., 8, 270 (2008).L. Tang, P. Thevenot, W. Hu, Curr. Top. Med. Chem., 8, 270 (2008).K. De Groot, J. G. C. Wolke, J. A. Jansen, Proc. Inst. Mech. Eng., H: J. Eng. Med., 212, 137 (1998).K. De Groot, J. G. C. Wolke, J. A. Jansen, Proc. Inst. Mech. Eng., H: J. Eng. Med., 212, 137 (1998).J. A. Davidson, P. Kovacs, US Patent 5, 169, 597 (December 1992).J. A. Davidson, P. Kovacs, US Patent 5, 169, 597 (December 1992).P. S. Prakash, S. J. Pawar, R. P. Tewari, Proc. Inst. Mech. Eng., L: J. Mater.: Des. Appl., 1464420717705151 (2017).P. S. Prakash, S. J. Pawar, R. P. Tewari, Proc. Inst. Mech. Eng., L: J. Mater.: Des. Appl., 1464420717705151 (2017).H. Khandelwal, G. Singh, K. Agrawal, S. Prakash, R. D. Agarwal, Appl. Surf. Sci., 265, 30 (2013).H. Khandelwal, G. Singh, K. Agrawal, S. Prakash, R. D. Agarwal, Appl. Surf. Sci., 265, 30 (2013).T. J. Vickers, R. E. Wambles Jr., C. K. Mann, Appl. Spectrosc., 55, 389 (2001).T. J. Vickers, R. E. Wambles Jr., C. K. Mann, Appl. Spectrosc., 55, 389 (2001).http://www.Chem.Uoa.Gr/Applets/Appletsmooth/Appl_smooth2.Html (Background on Ensemble Averaging) (2013).http://www.Chem.Uoa.Gr/Applets/Appletsmooth/Appl_smooth2.Html (Background on Ensemble Averaging) (2013).A. Savitzky, M. J. Golay, Anal. Chem., 36, 1627 (1964).A. Savitzky, M. J. Golay, Anal. Chem., 36, 1627 (1964).F. Ehrentreich, L. Sümmchen, Anal. Chem., 73, 4364 (2001).F. Ehrentreich, L. Sümmchen, Anal. Chem., 73, 4364 (2001).H. Chen, W. Xu, N. Broderick, J. Han, J. Raman Spectrosc., 49, 1529 (2018).H. Chen, W. Xu, N. Broderick, J. Han, J. Raman Spectrosc., 49, 1529 (2018).K. F. McCarty, D. R. Boehme, J. Solid. State Chem., 79, 19 (1989).K. F. McCarty, D. R. Boehme, J. Solid. State Chem., 79, 19 (1989).J. E. Maslar, W. S. Hurst, W. J. Bowers Jr, J. H. Hendricks, Corrosion, 58, 739 (2002).J. E. Maslar, W. S. Hurst, W. J. Bowers Jr, J. H. Hendricks, Corrosion, 58, 739 (2002).B. Mihailova, B. Kolev, C. Balarew, E. Dyulgerova, L. Konstantinov, J. Mater. Sci., 36, 4291 (2001).B. Mihailova, B. Kolev, C. Balarew, E. Dyulgerova, L. Konstantinov, J. Mater. Sci., 36, 4291 (2001).D. C. O’shea, M. L. Bartlett, R. A. Young, Arch. Oral Biol., 19, 995 (1974).D. C. O’shea, M. L. Bartlett, R. A. Young, Arch. Oral Biol., 19, 995 (1974).W. P. Griffith, J. Chem. Soc. A: Inorg., Phys., Theor., 286 (1970).W. P. Griffith, J. Chem. Soc. A: Inorg., Phys., Theor., 286 (1970).G. R. Sauer, W. B. Zunic, J. R. Durig, R. E. Wuthier, Calcified Tissue Int., 54, 414 (1994).G. R. Sauer, W. B. Zunic, J. R. Durig, R. E. Wuthier, Calcified Tissue Int., 54, 414 (1994).B. O. Fowler, M. Markovic, W. E. Brown, Chem. Mater., 5, 1417 (1993).B. O. Fowler, M. Markovic, W. E. Brown, Chem. Mater., 5, 1417 (1993).H. Tsuda, J. Arends, J. Dent. Res., 72, 1609 (1993).H. Tsuda, J. Arends, J. Dent. Res., 72, 1609 (1993).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.