Bộ lọc là một quá trình xử lý nhằm loại bỏ những gì không có giá trị hoặc không quan tâm ựến và giữ lại những gì có giá trị sử dụng. Trong xử lý tắn hiệu, bộ lọc ựược thiết kếựể lọc tắn hiệu ỘsạchỢ (cần tìm) từ trong tắn hiệu trộn lẫn giữa tắn hiệu sạch và nhiều tắn hiệu bẩn (không cần thiết).
Vắ dụựơn giản là bạn có tắn hiệu sạch S trộn lẫn với tắn hiệu nhiễu N trong một tắn hiệu tổng hợp X. Ta cần lọc ựể loại bỏ N ra khỏi X.
X(k)=S(k)+N(k) (1.15) Nếu bạn biết rằng nhiễu N dao ựộng xung quanh 0 và có giá trị trung bình là 0
khi M ựủ lớn. (1.16) Ta thấy rằng ựể loại bỏ N, ta có thể lấy tổng của X trên một cửa sổ có kắch thước M.
(1.17) Nhìn ở một khắa cạnh nào ựó ta ựã loại bỏựược N
Tuy nhiên, cũng cần phải chú ý rằng bộ lọc có lọc kiểu gì thì cũng không thể loại hết toàn bộ nhiễụ Thế nên, các bộ lọc cũng chỉ lọc ra ựược tắn hiệu sạch, theo nghĩa không còn nhiều nhiễu, nhưng cũng chỉ là ước lượng của tắn hiệu thực, chứ không phải chắnh xác là tắn hiệu thực. Như vậy một cách khái
quát thuật toán lọc Kalman là một tập hợp các phương trình toán học mô tả một phương pháp tắnh toán truy hồi hiệu qủa cho phép ước ựoán trạng thái của một quá trình sao cho trung bình phương sai của ựộ lệch (giữa giá trị thực và giá trị ước ựoán) là nhỏnhất. Thuật toán lọc Kalman ựược ứng dụng ựể xác ựịnh ựồng thời các cấu tử trong hỗn hợp thành phần các chất, các nguyên tố ựất hiếm hay một số tá dược bằng phương pháp trắc quang. Kết quả cho thấy sai số của phép xác ựịnh với hỗn hợp 2 cấu tử nhỏ hơn 1%, với hỗn hợp 3 cấu tử có sai số nhỏ hơn 2%.
Nguyên tắc: Thuật toán lọc Kalman hoạt ựộng trên cơ sở các file dữ liệu phổựã ghi ựược của từng cấu tử riêng rẽ và của hỗn hợp các cấu tử, xác ựịnh sự ựóng góp về phổ của từng cấu tử trong hỗn hợp tại các bước sóng. Khi chương trình chạy, những kết quả tắnh toán liên tiếp sẽ càng tiến gần ựến giá trị thực.
Hình 1.7. Mô hình hoạt ựộng của bộ lọc Kalman
X : ^ TÝn hiỷu cẵn ệo
Trong thực tế, người ta sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu ựể giảm sai số giữa phổ của hỗn hợp với phổ nhân tạo ựược tiên ựoán bởi các xấp xỉ lọc Kalman. Kết quả tắnh toán là lý tưởng khi phổ của hỗn hợp trừ ựi phổ nhân tạo ựược tắnh bởi lọc Kalman sẽ tạo ra một ựường thẳng có ựộ lệch không ựáng kể. độ ựúng của phép xác ựịnh phụ thuộc vào ựộ nhiễu của nền, vào việc tách các ựỉnh phổ hấp thụ của các cấu tử và sự tương tác giữa các cấu tử. Hỗn
hợp có càng ắt cấu tử, các ựỉnh hấp thụ càng cách xa nhau thì sai số của phép tắnh toán sẽ càng nhỏ. Việc tắnh toán sẽ ựược thực hiện trên toàn bộ khoảng bước sóng ựược chọn. Nếu kết thúc quá trình tắnh toán, ựộ lệch chuẩn tương ựối của giá trị nồng ựộ các cấu tử trong hỗn hợp vẫn lớn hơn giá trị sai số cho phép thì nồng ựộ của cấu tử ựó sẽ phải xác ựịnh lạị Trong trường hợp ựó, cần phải tăng giá trị sai số mặc ựịnh hoặc giảm số giá trị nồng ựộ mặc ựịnh ựể tắnh giá trị nồng ựộ trung bình [10], [21].
Qua phần tổng quan, với mục tiêu là xây dựng phương pháp kiểm nghiệm các thuốc Alaxan, Protamol, Andolxan và Tatanol Extra trong ựó thành phần chắnh là paracetamol và ibuprofen một cách chắnh xác, cho kết quả nhanh, ựồng thời lại ựơn giản, dễ thực hiện, ựể có thể áp dụng cho các phòng kiểm nghiệm ở các ựịa phương không ựòi hỏi những thiết bị quá hiện ựại và các loại hóa chất ựắt tiền. Chúng tôi lựa chọn phương pháp Vierordt cải tiến kết hợp máy tắnh, ựồng thời ựể loại bỏ những tắn hiệu tạp gây nhiễu chúng tôi sử dụng phương pháp lọc Kalman. Phương pháp này ựã ựược Tiến sĩ Mai Xuân Trường nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận án tiến sĩ (2007) và ựã có sẵn chương trình phần mềm, do vậy việc thực hiện tương ựối ựơn giản.
Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu