JP7242391B2 - データ処理装置、データ処理装置の作動方法、データ処理装置の作動プログラム - Google Patents

Description

本開示の技術は、データ処理装置、データ処理装置の作動方法、データ処理装置の作動プログラムに関する。

スペクトルデータを用いた試料の組成分析が広く行われている。スペクトルデータには、例えばラマンスペクトルデータがある。ラマンスペクトルデータは、試料に励起光を照射した結果、試料から散乱したラマン散乱光の強度を、波数毎に測定したデータである。

スペクトルデータには、試料を支持する基板等、試料以外の物質に起因するベースラインが重畳している。こうしたベースラインは、試料の組成分析をするうえではノイズとなる。このため、試料の組成分析を行う前に、スペクトルデータからベースラインを除去する処理が行われている。

特許文献１には、ｎ次の多項式を用いてベースラインを推定し、推定したベースラインをスペクトルデータから除去する処理が記載されている。同様に、特許文献２には、スプライン曲線を用いてベースラインを推定し、推定したベースラインをスペクトルデータから除去する処理が記載されている。

特許文献１および特許文献２では、まず、スペクトルデータを基準データとして設定する。そして、基準データを多項式またはスプライン曲線で近似して仮のベースラインを導出する。次いで、基準データと、仮のベースラインとの差分の許容偏差を算出する。その後、基準データにおける許容偏差を超える部分の値を、例えば仮のベースラインと同じ値に補正する。この許容偏差を超える部分の値が補正された基準データを新たな基準データとして設定し、上記の仮のベースラインの導出、許容偏差の算出、許容偏差を超える基準データの部分の値の補正を再度行う。こうした処理を繰り返して、例えば許容偏差を超える部分がなくなった基準データを、最終的にスペクトルデータから除去するベースラインとして出力する。

特表２０１４－５１４５８１号公報 特表２０１５－５３２９７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の多項式を用いた方法、および特許文献２に記載のスプライン曲線を用いた方法では、例えばベースラインが急激に変動する場合等に、ベースラインの推定精度が低くなることがあった。

本開示の技術は、スペクトルデータから除去するベースラインを、従来と比べて精度よく推定することが可能なデータ処理装置、データ処理装置の作動方法、データ処理装置の作動プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示のデータ処理装置は、波長毎または波数毎の光の強度を示すスペクトルデータを取得する取得部と、スペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定部であり、少なくとも、取得部において取得されたスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定部と、基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮のベースラインである仮ベースラインを導出する導出部と、基準データと仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出部と、基準データにおける許容偏差を超える部分の値を仮ベースラインの値に基づいて変更することで、基準データを補正基準データへと補正する補正部と、予め設定された条件を満たした補正基準データを、スペクトルデータから推定したベースラインである推定ベースラインとして出力する出力部と、条件を満たしていない補正基準データを、基準データとして設定部に再設定させ、導出部による仮ベースラインの導出、算出部による許容偏差の算出、および補正部による基準データの補正を繰り返し行わせる制御部と、を備える。

推定ベースラインをスペクトルデータから除去する除去部を備えることが好ましい。

窓関数は、ランチョス関数またはガウス窓関数であることが好ましい。

スペクトルデータは、表面増強ラマン散乱分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータであることが好ましい。この場合、ラマンスペクトルデータは、４００ｃｍ^－１以下の波数に対応する強度のデータを含むことが好ましい。

本開示のデータ処理装置の作動方法は、波長毎または波数毎の光の強度を示すスペクトルデータを取得する取得ステップと、スペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定ステップであり、少なくとも、取得ステップにおいて取得されたスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定ステップと、基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮のベースラインである仮ベースラインを導出する導出ステップと、基準データと仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出ステップと、基準データにおける許容偏差を超える部分の値を仮ベースラインの値に基づいて変更することで、基準データを補正基準データへと補正する補正ステップと、予め設定された条件を満たした補正基準データを、スペクトルデータから推定したベースラインである推定ベースラインとして出力する出力ステップと、条件を満たしていない補正基準データを、基準データとして再設定させ、仮ベースラインの導出、許容偏差の算出、および基準データの補正を繰り返し行わせる制御ステップと、を備える。

本開示のデータ処理装置の作動プログラムは、波長毎または波数毎の光の強度を示すスペクトルデータを取得する取得部と、スペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定部であり、少なくとも、取得部において取得されたスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定部と、基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮のベースラインである仮ベースラインを導出する導出部と、基準データと仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出部と、基準データにおける許容偏差を超える部分の値を仮ベースラインの値に基づいて変更することで、基準データを補正基準データへと補正する補正部と、予め設定された条件を満たした補正基準データを、スペクトルデータから推定したベースラインである推定ベースラインとして出力する出力部と、条件を満たしていない補正基準データを、基準データとして設定部に再設定させ、導出部による仮ベースラインの導出、算出部による許容偏差の算出、および補正部による基準データの補正を繰り返し行わせる制御部として、コンピュータを機能させる。

本開示の技術によれば、スペクトルデータから除去するベースラインを、従来と比べて精度よく推定することが可能なデータ処理装置、データ処理装置の作動方法、データ処理装置の作動プログラムを提供することができる。

ラマン分析システムを示す図である。 ラマンスペクトルデータおよびラマンスペクトルを示す図である。 データ処理装置を構成するコンピュータを示す図である。 データ処理装置のＣＰＵのブロック図である。 設定部において、ラマンスペクトルデータを最初の基準データとして設定する様子を示す図である。 ランチョス関数およびランチョス関数データを示す図である。 導出部において、ラマンスペクトルデータに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝１の場合を示す。 導出部において、ラマンスペクトルデータに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝２の場合を示す。 導出部において、ラマンスペクトルデータに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝６４の場合を示す。 導出部において、ラマンスペクトルデータに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝１０４３の場合を示す。 導出部において、ラマンスペクトルデータに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝１０４４の場合を示す。 仮ベースラインおよび仮ベースラインスペクトルを示す図である。 算出部において、ラマンスペクトルデータと仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する様子を示す図である。 補正部において、ラマンスペクトルデータを補正する様子を示す図である。 設定条件を示す図である。 補正基準データが設定条件を満たしているか否かの判定部による判定結果を示す図であり、図１６Ａは、補正基準データが設定条件を満たしていないという判定結果の場合、図１６Ｂは、補正基準データが設定条件を満たしているという判定結果の場合をそれぞれ示す。 設定部において、設定条件を満たしていない補正基準データを基準データとして再設定する様子を示す図である。 導出部において、補正基準データに対してランチョス関数を用いて畳み込み積分を行う様子を示す図であり、ｉ＝１の場合を示す。 算出部において、補正基準データと仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する様子を示す図である。 補正部において、補正基準データを補正する様子を示す図である。 ラマンスペクトルから、最終的に推定ベースラインとして出力する補正基準データスペクトルまでのスペクトルの推移を示す図である。 除去部において、ラマンスペクトルデータから推定ベースラインを除去する様子を示す図である。 ラマンスペクトル表示画面を示す図である。 データ処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 従来のｎ次の多項式を用いてベースラインを推定した比較例を示す図であり、図２５Ａは、ラマンスペクトおよび推定ベースラインスペクトルを、図２５Ｂは、除去済みラマンスペクトルをそれぞれ示す。 ランチョス関数を用いてベースラインを推定した実施例を示す図であり、図２６Ａは、ラマンスペクトおよび推定ベースラインスペクトルを、図２６Ｂは、除去済みラマンスペクトルをそれぞれ示す。 従来のｎ次の多項式を用いて、波数範囲０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータ、および波数範囲４００ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータのベースラインを推定した比較例を示す図である。 ランチョス関数を用いて、波数範囲０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータ、および波数範囲４００ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータのベースラインを推定した実施例を示す図である。 ランチョス関数の有限区間を変更した場合のベースラインの推定精度の評価を示す図である。 ガウス窓関数およびガウス窓関数データを示す図である。 ガウス窓関数を用いてベースラインを推定した実施例を示す図であり、図３１Ａは、ラマンスペクトおよび推定ベースラインスペクトルを、図３１Ｂは、除去済みラマンスペクトルをそれぞれ示す。

図１において、ラマン分析システム２は、表面増強ラマン散乱（以下、ＳＥＲＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）と略す）測定装置１０と、データ処理装置１１とを備える。ＳＥＲＳ測定装置１０は、ヒト、マウス等の生体標本ＢＳを試料とし、生体標本ＢＳの生体組織の測定に用いられる。生体標本ＢＳは、生体組織の一部を、メス等で切除して得られた組織切片である。ＳＥＲＳ測定装置１０では、ヘマトキシリンとエオシンといった色素で染色される前の生体標本ＢＳが用いられる。

ＳＥＲＳ測定装置１０は、光電場増強基板１５と、測定部１６とを備えている。光電場増強基板１５上には、生体標本ＢＳが配置される。光電場増強基板１５は、局在プラズモン共鳴を誘起する微細な金属凹凸構造を備えている。金属凹凸構造は、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、白金等で形成される。光電場増強基板１５は、この金属凹凸構造の局在プラズモン共鳴による光電場増強効果を利用して、生体標本ＢＳからの微弱なラマン散乱光ＲＳＬを増強する。

なお、生体標本ＢＳは、光電場増強基板１５上に直接配置される訳ではない。例えば特開２０１６－１５３７４０号公報に記載されているように、生体標本ＢＳは、間に液体を挟んで光電場増強基板１５上に配置される。

測定部１６は、生体標本ＢＳの測定位置ＭＰ（図２参照）のラマンスペクトルデータＲＳＤを測定する。測定部１６は、励起光源２０、コリメートレンズ２１、スプリッター２２、反射鏡２３、対物レンズ２４、ステージ２５、ノッチフィルター２６、集光レンズ２７、および分光器２８を有する。

励起光源２０は例えば半導体レーザー光源であり、励起光ＥＬを発する。励起光ＥＬは、例えば波長７８５ｎｍの光である。コリメートレンズ２１は、励起光ＥＬを平行光化する。スプリッター２２は、コリメートレンズ２１で平行光化された励起光ＥＬを、反射鏡２３に向けて反射する。反射鏡２３は、スプリッター２２からの励起光ＥＬを対物レンズ２４に向けて反射する。対物レンズ２４は、励起光ＥＬを生体標本ＢＳに集光する。ステージ２５は、紙面に垂直な方向と横方向とに移動可能である。ステージ２５が２方向に移動されることで、生体標本ＢＳに対して励起光ＥＬが二次元走査される。

また、対物レンズ２４は、励起光ＥＬの照射により生体標本ＢＳから発せられたラマン散乱光ＲＳＬを平行光化して反射鏡２３に導く。反射鏡２３は、ラマン散乱光ＲＳＬをスプリッター２２に向けて反射する。スプリッター２２は、ラマン散乱光ＲＳＬを透過してノッチフィルター２６に導く。ノッチフィルター２６は、ラマン散乱光ＲＳＬに含まれる励起光ＥＬをカットする。集光レンズ２７は、ノッチフィルター２６で励起光ＥＬがカットされたラマン散乱光ＲＳＬを分光器２８に集光する。分光器２８は、ラマン散乱光ＲＳＬを検出してラマンスペクトルデータＲＳＤを出力する。ラマンスペクトルデータＲＳＤは、ＳＥＲＳ測定装置１０からデータ処理装置１１に送信される。なお、ラマンスペクトルデータＲＳＤは、本開示の技術に係る「スペクトルデータ」の一例である。

データ処理装置１１は、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータである。データ処理装置１１は、ＳＥＲＳ測定装置１０からのラマンスペクトルデータＲＳＤに対して各種処理を施す。

図２に示すように、ラマンスペクトルデータＲＳＤは、分光器２８のラマン散乱光ＲＳＬの各検出チャンネルＸｉ（ｉ＝１～１０４４）に対する、ラマン散乱光ＲＳＬの強度Ｙｉ＿０が登録されたデータである。検出チャンネルＸｉには、励起光ＥＬを原点とした波数が対応している。波数は、０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１の範囲である。つまり、ラマンスペクトルデータＲＳＤは、４００ｃｍ^－１以下の波数に対応する強度のデータを含む。なお、図２の下部には、ラマンスペクトルデータＲＳＤの強度Ｙｉ＿０を波数毎にプロットして線で繋いだラマンスペクトルＲＳを示している。

図３において、データ処理装置１１を構成するコンピュータは、ストレージデバイス４０、メモリ４１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４２、通信部４３、ディスプレイ４４、および入力デバイス４５を備えている。これらはバスライン４６を介して相互接続されている。

ストレージデバイス４０は、データ処理装置１１を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージデバイス４０は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージデバイス４０には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。

メモリ４１は、ＣＰＵ４２が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ４２は、ストレージデバイス４０に記憶されたプログラムをメモリ４１へロードして、プログラムにしたがった処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。

通信部４３は、ネットワークを介した各種情報の伝送制御を行うネットワークインターフェースである。ディスプレイ４４は各種画面を表示する。データ処理装置１１を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス４５からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス４５は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。

図４において、データ処理装置１１のストレージデバイス４０には、作動プログラム５０が記憶されている。作動プログラム５０は、コンピュータをデータ処理装置１１として機能させるためのアプリケーションプログラムである。すなわち、作動プログラム５０は、本開示の技術に係る「データ処理装置の作動プログラム」の一例である。

作動プログラム５０が起動されると、データ処理装置１１を構成するコンピュータのＣＰＵ４２は、メモリ４１等と協働して、リードライト（以下、ＲＷ（Ｒｅａｄ Ｗｒｉｔｅ）と略す）制御部５５、取得部５６、設定部５７、導出部５８、算出部５９、補正部６０、判定部６１、出力部６２、除去部６３、表示制御部６４、および制御部６５として機能する。

ＲＷ制御部５５は、ストレージデバイス４０への各種データの記憶、およびストレージデバイス４０内の各種データの読み出しを制御する。

取得部５６は、ＳＥＲＳ測定装置１０からのラマンスペクトルデータＲＳＤを取得する。取得部５６は、ラマンスペクトルデータＲＳＤをＲＷ制御部５５に出力する。

ＲＷ制御部５５は、ラマンスペクトルデータＲＳＤをストレージデバイス４０に記憶する。また、ＲＷ制御部５５は、ラマンスペクトルデータＲＳＤをストレージデバイス４０から読み出し、設定部５７および除去部６３に出力する。

設定部５７は、ラマンスペクトルデータＲＳＤに重畳したベースラインを推定するための基準データＣＤを設定する。設定部５７は、基準データＣＤを、導出部５８、算出部５９、補正部６０、および判定部６１に出力する。

導出部５８には、ＲＷ制御部５５を通じて、ストレージデバイス４０に記憶されたランチョス（Ｌａｎｃｚｏｓ）関数ＬＦが与えられる。ランチョス関数ＬＦは、本開示の技術に係る「窓関数」の一例である。導出部５８は、基準データＣＤに対してランチョス関数ＬＦを用いた畳み込み積分を行い、仮のベースラインである仮ベースラインＴＢを導出する。導出部５８は、仮ベースラインＴＢを算出部５９および補正部６０に出力する。

算出部５９は、基準データＣＤと仮ベースラインＴＢとの差分の許容偏差ＴＤを算出する。算出部５９は、許容偏差ＴＤを補正部６０に出力する。

補正部６０は、基準データＣＤにおける許容偏差ＴＤを超える部分の値を仮ベースラインＴＢの値に基づいて変更することで、基準データＣＤを補正基準データＣＣＤへと補正する。補正部６０は、補正基準データＣＣＤを判定部６１に出力する。

判定部６１には、ＲＷ制御部５５を通じて、ストレージデバイス４０に記憶された設定条件ＳＣが与えられる。設定条件ＳＣは、本開示の技術に係る「予め設定された条件」の一例である。判定部６１は、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしているか否かを判定する。判定部６１は、判定結果を出力部６２に出力する。

判定部６１からの判定結果が、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしていないという内容であった場合、出力部６２は、当該補正基準データＣＣＤをＲＷ制御部５５に出力する。ＲＷ制御部５５は、補正基準データＣＣＤをストレージデバイス４０に記憶する。また、ＲＷ制御部５５は、補正基準データＣＣＤをストレージデバイス４０から読み出し、設定部５７に出力する。対して、判定部６１からの判定結果が、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしているという内容であった場合、出力部６２は、当該補正基準データＣＣＤを、ラマンスペクトルデータＲＳＤから推定したベースラインである推定ベースラインＥＢとして、除去部６３に出力する。

除去部６３は、推定ベースラインＥＢをラマンスペクトルデータＲＳＤから除去し、ラマンスペクトルデータＲＳＤを除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤとする。除去部６３は、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤを表示制御部６４に出力する。

表示制御部６４は、ディスプレイ４４に各種画面を表示する制御を行う。各種画面には、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤのスペクトルである除去済みラマンスペクトルＲＲＳ（図２３参照）を有するラマンスペクトル表示画面８０（図２３参照）が含まれる。

制御部６５は、ＲＷ制御部５５、設定部５７、導出部５８、算出部５９、および補正部６０の動作を制御する。制御部６５は、ＲＷ制御部５５を動作させて、設定条件ＳＣを満たしていない補正基準データＣＣＤをストレージデバイス４０から読み出させ、設定部５７に出力させる。制御部６５は、設定条件ＳＣを満たしていない補正基準データＣＣＤを、基準データＣＤとして設定部５７に再設定させる。そして、制御部６５は、導出部５８による仮ベースラインＴＢの導出、算出部５９による許容偏差ＴＤの算出、および補正部６０による基準データＣＤの補正を繰り返し行わせる。

図５において、設定部５７は、ラマンスペクトルデータＲＳＤを最初の基準データＣＤとして設定する。設定部５７は、最初の基準データＣＤであるラマンスペクトルデータＲＳＤを、導出部５８、算出部５９、補正部６０、および判定部６１に出力する。

図６に示すように、ランチョス関数ＬＦは、下記の（式１Ａ）および（式１Ｂ）で定義される。
Ｌ（ｊ）＝［ｓｉｎ（ａｊπ）/（ａｊπ）］［ｓｉｎ（ａｊπ/ｎ）/（ａｊπ/ｎ）］ ただし、｜ａｊ｜＜ｎの場合 （式１Ａ）
Ｌ（ｊ）＝０ ただし、｜ａｊ｜≧ｎの場合 （式１Ｂ）
なお、ａは、ランチョス関数ＬＦの０でない値を有する区間（以下、有限区間という）を規定するための係数である。ｎは、ランチョス関数ＬＦの次元を規定するための係数である。

図６では、ａ＝１／３２、ｎ＝２の場合を例示している。この場合、－６４＜ｊ＜６４の区間は、｜ａｊ｜＜ｎであるため、式（１Ａ）が適用される。したがって、－６４＜ｊ＜６４の区間では、ランチョス関数データＬＦＤに示すように、Ｌ（０）＝０．０３０９４７０３、Ｌ（－２）＝０．０３０６９９２０等、０でない値をとる。対して、６４≦ｊおよびｊ≦－６４の区間は、｜ａｊ｜≧ｎであるため、式（１Ｂ）が適用される。したがって、６４≦ｊおよびｊ≦－６４の区間では、Ｌ（６４）＝０、Ｌ（－６４）＝０等、０の値をとる。つまり、図６に示すランチョス関数ＬＦは、ｊ＝－６３～６３の有限区間を有する２次のランチョス関数ＬＦである。

吹き出し７０に示すように、ランチョス関数ＬＦの各値Ｌ（ｊ）は、その総和ΣＬ（ｊ）が１となるよう規格化されている。例えば、規格化前の値Ｌ（０）＝１、規格化前の総和ΣＬ（ｊ）＝３２．３１３２７５であった場合、規格化後の値Ｌ（０）は、Ｌ（０）＝１／３２．３１３２７５＝０．０３９４７０３とされる。

図７～図１１は、導出部５８において、ラマンスペクトルデータＲＳＤに対してランチョス関数ＬＦを用いて畳み込み積分を行う様子を示す。図７はｉ＝１の場合、図８はｉ＝２の場合、図９はｉ＝６４の場合、図１０はｉ＝１０４３の場合、図１１はｉ＝１０４４の場合をそれぞれ示す。ここで、畳み込み積分とは、端的に言えば、ランチョス関数ＬＦをラマンスペクトルデータＲＳＤに対してｉ単位で移動させつつ、移動位置毎に、ラマンスペクトルデータＲＳＤの各値Ｙｉ＿０と、対応するランチョス関数ＬＦの各値Ｌ（ｊ）との積の総和を求めていく処理である。

図７において、ｉ＝１の場合の総和Ｙ１＿ＴＢは、次の（式２）で表される。
Ｙ１＿ＴＢ＝Ｙ１＿０＊Ｌ（０）＋Ｙ２＿０＊Ｌ（１）＋・・・＋Ｙ６３＿０＊Ｌ（６２）＋Ｙ６４＿０＊Ｌ（６３） （式２）
また、図８において、ｉ＝２の場合の総和Ｙ２＿ＴＢは、次の（式３）で表される。
Ｙ２＿ＴＢ＝Ｙ１＿０＊Ｌ（－１）＋Ｙ２＿０＊Ｌ（０）＋・・・＋Ｙ６４＿０＊Ｌ（６２）＋Ｙ６５＿０＊Ｌ（６３） （式３）

図９において、ｉ＝６４の場合の総和Ｙ６４＿ＴＢは、次の（式４）で表される。
Ｙ６４＿ＴＢ＝Ｙ１＿０＊Ｌ（－６３）＋Ｙ２＿０＊Ｌ（－６２）＋・・・＋Ｙ６４＿０＊Ｌ（０）＋・・・＋Ｙ１２６＿０＊Ｌ（６２）＋Ｙ１２７＿０＊Ｌ（６３） （式４）

さらに、図１０において、ｉ＝１０４３の場合の総和Ｙ１０４３＿ＴＢは、次の（式５）で表される。
Ｙ１０４３＿ＴＢ＝Ｙ９８０＿０＊Ｌ（－６３）＋Ｙ９８１＿０＊Ｌ（－６２）＋・・・＋Ｙ１０４３＿０＊Ｌ（０）＋Ｙ１０４４＿０＊Ｌ（１） （式５）
同様に、図１１において、ｉ＝１０４４の場合の総和Ｙ１０４４＿ＴＢは、次の（式６）で表される。
Ｙ１０４４＿ＴＢ＝Ｙ９８１＿０＊Ｌ（－６３）＋Ｙ９８２＿０＊Ｌ（－６２）＋・・・＋Ｙ１０４３＿０＊Ｌ（－１）＋Ｙ１０４４＿０＊Ｌ（０） （式６）

図１２に示すように、こうして畳み込み積分によって求められた総和Ｙｉ＿ＴＢの集合が、仮ベースラインＴＢである。なお、図１２の下部には、仮ベースラインＴＢの各値Ｙｉ＿ＴＢを波数毎にプロットして線で繋いだ仮ベースラインスペクトルＴＢＳを示している。

図１３において、算出部５９は、（式７）に示すように、基準データＣＤ（Ｙｉ＿Ｒ）と仮ベースラインＴＢ（Ｙｉ＿ＴＢ）との差分（Ｙｉ＿Ｒ－Ｙｉ＿ＴＢ）の許容偏差ＴＤとして、次の（式７）に示す二乗平均平方根ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）を算出する。
ＲＭＳ＝｛Σ（Ｙｉ＿Ｒ－Ｙｉ＿ＴＢ）^２／（Ｎ－１）｝^１／２ （式７）
なお、ここではＹｉ＿Ｒ＝Ｙｉ＿０である。また、Ｎは分光器２８のラマン散乱光ＲＳＬの各検出チャンネルＸｉの総数であり、ここではＮ＝１０４４である。

図１４において、補正部６０は、吹き出し７２にも示すように、スペクトルを実線および符号ＣＤＳで示す基準データＣＤ（Ｙｉ＿Ｒ）において、破線で示す仮ベースラインＴＢＳと許容偏差ＴＤの加算値（Ｙｉ＿ＴＢ＋ＲＭＳ）のラインＴＢＳ＋ＴＤを超える部分の値（Ｙｉ＿Ｒ＞Ｙｉ＿ＴＢ＋ＲＭＳ）を、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値に変更する（Ｙｉ＿Ｒ→Ｙｉ＿ＴＢ＋ＲＭＳ）。補正部６０は、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値のラインＴＢＳ＋ＴＤを超える部分の値を、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値に変更した基準データＣＤを、補正基準データＣＣＤ（Ｙｉ＿ＣＲ）として判定部６１に出力する。なお、符号ＣＣＤＳは、補正基準データＣＣＤのスペクトルである補正基準データスペクトルを示す。

図１５において、設定条件ＳＣは、「仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値を超える基準データＣＤなし」という内容である。したがって、補正部６０において、図１４で示した値の変更が行われ、基準データＣＤと補正基準データＣＣＤとが異なっていた場合は、図１６Ａに示すように、判定部６１は、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしていないと判定する。一方、補正部６０において、図１４で示した値の変更が全く行われず、基準データＣＤと補正基準データＣＣＤとが同じであった場合は、図１６Ｂに示すように、判定部６１は、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしたと判定する。

図１７において、設定部５７は、設定条件ＳＣを満たしていない補正基準データＣＣＤを基準データＣＤとして再設定する。設定部５７は、基準データＣＤである補正基準データＣＣＤを、導出部５８、算出部５９、補正部６０、および判定部６１に出力する。

図１８に示すように、導出部５８は、設定条件ＳＣを満たしていない補正基準データＣＣＤ（Ｙｉ＿ＣＲ）に対して、ランチョス関数ＬＦを用いた畳み込み積分を行い、仮ベースラインＴＢ（Ｙｉ＿ＴＢ）を導出する。図１８は一例としてｉ＝１の場合を示している。

図１９に示すように、算出部５９は、Ｙｉ＿Ｒ＝Ｙｉ＿ＣＲとして、（式７）で示したＲＭＳを許容偏差ＴＤとして算出する。また、図２０に示すように、補正部６０は、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値のラインＴＢＳ＋ＴＤを超える基準データＣＤの部分の値を、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値に変更し、補正基準データＣＣＤとして判定部６１に出力する。

このように、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たすまで、設定部５７は補正基準データＣＣＤを基準データＣＤとして再設定し、導出部は仮ベースラインＴＢを導出し、算出部５９は許容偏差ＴＤを算出し、補正部６０は基準データＣＤを補正する。

こうした処理を繰り返し行った場合、図２１に示すように、補正基準データスペクトルＣＣＤＳの形状は、比較的尖ったラマンスペクトルＲＳの形状から、徐々に鈍っていく。すると、基準データＣＤにおいて、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値のラインＴＢＳ＋ＴＤを超える部分も徐々に少なくなっていき、最終的にはそうした部分がなくなって、判定部６１において設定条件ＳＣを満たしたと判定される。そして、判定部６１において設定条件ＳＣを満たしたと判定された補正基準データＣＣＤが、出力部６２から除去部６３に推定ベースラインＥＢとして出力される。

図２２に示すように、除去部６３は、ラマンスペクトルデータＲＳＤ（Ｙｉ＿０）から推定ベースラインＥＢ（Ｙｉ＿ＥＢ）を減算し、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤ（Ｙｉ＿０Ｒ）を求める。すなわち、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤは、次の（式８）で求められる。
Ｙｉ＿０Ｒ＝Ｙｉ＿０－Ｙｉ＿ＥＢ （式８）

図２３において、ラマンスペクトル表示画面８０には、除去済みラマンスペクトルＲＲＳが表示される。ラマンスペクトル表示画面８０の下部には、印刷ボタン８１、ファイル保存ボタン８２、およびＯＫボタン８３が設けられている。印刷ボタン８１が選択された場合、除去済みラマンスペクトルＲＲＳが、図示しない印刷機で印刷される。ファイル保存ボタン８２が選択された場合、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤがファイル保存される。ＯＫボタン８３が選択された場合、ラマンスペクトル表示画面８０の表示が消される。

次に、上記構成による作用について、図２４に示すフローチャートを参照して説明する。作動プログラム５０が起動されると、データ処理装置１１のＣＰＵ４２は、図４で示したように、ＲＷ制御部５５、取得部５６、設定部５７、導出部５８、算出部５９、補正部６０、判定部６１、出力部６２、除去部６３、表示制御部６４、および制御部６５として機能される。

まず、取得部５６において、ＳＥＲＳ測定装置１０からのラマンスペクトルデータＲＳＤが取得される（ステップＳＴ１００）。ラマンスペクトルデータＲＳＤは、取得部５６からＲＷ制御部５５に出力され、ＲＷ制御部５５によりストレージデバイス４０に記憶される。ラマンスペクトルデータＲＳＤは、ＲＷ制御部５５によりストレージデバイス４０から読み出され、設定部５７および除去部６３に出力される。なお、ステップＳＴ１００は、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。

次いで、図５で示したように、設定部５７において、ラマンスペクトルデータＲＳＤが基準データＣＤとして設定される（ステップＳＴ１１０）。基準データＣＤは、設定部５７から導出部５８、算出部５９、補正部６０、および判定部６１に出力される。なお、ステップＳＴ１１０は、本開示の技術に係る「設定ステップ」の一例である。

図７～図１２で示したように、導出部５８において、基準データＣＤに対してランチョス関数ＬＦを用いた畳み込み積分が行われ、仮ベースラインＴＢが導出される（ステップＳＴ１２０）。仮ベースラインＴＢは、導出部５８から算出部５９および補正部６０に出力される。なお、ステップＳＴ１２０は、本開示の技術に係る「導出ステップ」の一例である。

図１３で示したように、算出部５９において、基準データＣＤと仮ベースラインＴＢとの差分の許容偏差ＴＤが算出される（ステップＳＴ１３０）。許容偏差ＴＤは、算出部５９から補正部６０に出力される。なお、ステップＳＴ１３０は、本開示の技術に係る「算出ステップ」の一例である。

次に、図１４で示したように、補正部６０において、基準データＣＤが補正基準データＣＣＤに補正される（ステップＳＴ１４０）。補正基準データＣＣＤは、補正部６０から判定部６１に出力される。なお、ステップＳＴ１４０は、本開示の技術に係る「補正ステップ」の一例である。

判定部６１において、補正基準データＣＣＤが、図１５で示した設定条件ＳＣを満たすか否かが判定される（ステップＳＴ１５０）。図１６Ａで示したように、判定部６１において補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たさないと判定された場合（ステップＳＴ１５０でＮＯ）、図１７で示したように、設定部５７において、補正基準データＣＣＤが基準データＣＤとして再設定される（ステップＳＴ１６０）。基準データＣＤは、設定部５７から導出部５８、算出部５９、補正部６０、および判定部６１に出力される。なお、ステップＳＴ１６０は、上記ステップＳＴ１１０と同じく、本開示の技術に係る「設定ステップ」の一例である。

ステップＳＴ１６０以降は、導出部５８によるステップＳＴ１２０の導出ステップ、算出部５９によるステップＳＴ１３０の算出ステップ、補正部６０によるステップＳＴ１４０の補正ステップが、制御部６５の制御の下、繰り返し行われる。なお、これら一連のステップＳＴ１６０、ステップＳＴ１２０、ステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０は、本開示の技術に係る「制御ステップ」の一例である。

一方、図１６Ｂで示したように、判定部６１において補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たすと判定された場合（ステップＳＴ１５０でＹＥＳ）、図２１で示したように、出力部６２により、補正基準データＣＣＤが推定ベースラインＥＢとして除去部６３に出力される（ステップＳＴ１７０）。なお、ステップＳＴ１７０は、本開示の技術に係る「出力ステップ」の一例である。

図２２で示したように、除去部６３において、ラマンスペクトルデータＲＳＤから推定ベースラインＥＢが除去され、除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤとされる（ステップＳＴ１８０）。除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤは、除去部６３から表示制御部６４に出力される。

表示制御部６４により、図２３で示した、除去済みラマンスペクトルＲＲＳを有するラマンスペクトル表示画面８０がディスプレイ４４に表示される（ステップＳＴ１９０）。

以上説明したように、データ処理装置１１は、取得部５６、設定部５７、導出部５８、算出部５９、補正部６０、出力部６２、および制御部６５を備える。取得部５６は、ラマンスペクトルデータＲＳＤを取得する。設定部５７は、ラマンスペクトルデータＲＳＤに重畳したベースラインを推定するための基準データＣＤを設定する。導出部５８は、基準データＣＤに対してランチョス関数ＬＦを用いた畳み込み積分を行い、仮ベースラインＴＢを導出する。算出部５９は、基準データＣＤと仮ベースラインＴＢとの差分の許容偏差ＴＤを算出する。補正部６０は、基準データＣＤにおける許容偏差ＴＤを超える部分の値を仮ベースラインＴＢの値に基づいて変更することで、基準データＣＤを補正基準データＣＣＤへと補正する。出力部６２は、設定条件ＳＣを満たした補正基準データＣＣＤを推定ベースラインＥＢとして出力する。制御部６５は、設定条件ＳＣを満たしていない補正基準データＣＣＤを、基準データＣＤとして設定部５７に再設定させる。そして、導出部５８による仮ベースラインＴＢの導出、算出部５９による許容偏差ＴＤの算出、および補正部６０による基準データＣＤの補正を繰り返し行わせる。したがって、ラマンスペクトルデータＲＳＤから除去する推定ベースラインＥＢを、従来と比べて精度よく推定することが可能となる。

また、データ処理装置１１は、推定ベースラインＥＢをラマンスペクトルデータＲＳＤから除去する除去部６３を備えている。したがって、簡単に除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤを得ることができる。

図２５は、ローダミン６Ｇ溶液を試料として、従来のｎ次の多項式（ここでは一例として５次の多項式）を用いてベースラインを推定した比較例を示す。図２５Ａにおいて、この場合の推定ベースラインＥＢは、推定ベースラインＥＢのスペクトルである推定ベースラインスペクトルＥＢＳで示すように、所々でラマンスペクトルＲＳを上回ったり、ラマンスペクトルＲＳを大きく下回ったりしていて、推定精度が低くなっている。このため、図２５Ｂの除去済みラマンスペクトルＲＲＳに示すように、ラマンスペクトルデータＲＳＤからベースラインが除去しきれず、ベースラインに起因する低周波のうねりが未だに重畳することとなる。

対して、図２６は、ローダミン６Ｇ溶液を試料として、ランチョス関数ＬＦを用いてベースラインを推定した実施例を示す。この場合の推定ベースラインスペクトルＥＢＳは、図２６Ａに示すように、ベースラインと思しき箇所と略一致し、推定精度が高くなっている。このため、図２６Ｂの除去済みラマンスペクトルＲＲＳに示すように、ラマンスペクトルデータＲＳＤからベースラインが確実に除去され、ベースラインに起因する低周波のうねりが重畳していない除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤを得ることができる。

また、図２７は、ローダミン６Ｇ溶液を試料として、従来のｎ次の多項式（ここでは一例として５次の多項式）を用いて、波数範囲０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤ、および波数範囲４００ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤのベースラインを推定した比較例を示す。波数範囲０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤから推定ベースラインＥＢを除去した除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤの除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿０～２０００を破線で示す。対して、波数範囲４００ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤから推定ベースラインＥＢを除去した除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤの除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００を実線で示す。この場合、除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿０～２０００と除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００とは、比較的高波数の部分において値が大きく異なっている。すなわち、従来のｎ次の多項式を用いた場合は、波数４００ｃｍ^－１以下のラマンスペクトルデータＲＳＤが原因で、比較的高波数の部分のベースラインの推定精度が変動する。また、除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００には、除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿０～２０００と同様に、ベースラインに起因する低周波のうねりが重畳している。

対して、図２８は、ローダミン６Ｇ溶液を試料として、ランチョス関数ＬＦを用いて、波数範囲０ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤ、および波数範囲４００ｃｍ^－１～２０００ｃｍ^－１のラマンスペクトルデータＲＳＤのベースラインを推定した実施例を示す。この場合、除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿０～２０００と除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００とは、比較的高波数の部分においても値は略同じである。すなわち、ランチョス関数ＬＦを用いた場合は、従来のｎ次の多項式を用いた場合のように、波数４００ｃｍ^－１以下のラマンスペクトルデータＲＳＤが原因で、比較的高波数の部分のベースラインの推定精度が変動することはない。なお、図２８では、除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿０～２０００と除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００とが略同じであるため、実線の除去済みラマンスペクトルＲＲＳ＿４００～２０００のみが図示されたようにみえている。

ＳＥＲＳ分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータＲＳＤは、図２等で示したように、波数４００ｃｍ^－１以下において、強度が急激に増大する。この波数４００ｃｍ^－１以下における強度の急激な増大は、光電場増強基板１５の金属凹凸構造を形成する金属（例えば金）の蛍光に起因する。このように強度が急激に増大する波数４００ｃｍ^－１以下のデータが含まれたラマンスペクトルデータＲＳＤのベースラインを推定する場合、従来の方法では、図２５および図２７で示したように、推定精度が低くなったり変動したりして不適である。対して、本開示の方法では、図２６および図２８で示したように、推定精度が高く、推定精度が変動することもないため好適である。

本開示の方法が好適である理由としては、以下が考えられる。すなわち、従来の方法では、波数範囲の全体に対してベースラインを推定しているので、強度が急激に変化する部分の推定結果が他の部分の推定結果に影響を及ぼす。対して、本開示の方法では、ランチョス関数ＬＦ等の窓関数の有限区間毎にベースラインを推定しているので、強度が急激に変化する部分の推定結果が他の部分の推定結果に影響を及ぼさない。

図２９は、２次のランチョス関数ＬＦの有限区間を変更した場合のベースラインの推定精度の評価を示す。有限区間は、図６で示したｊ＝－６３～６３（ａ＝１／３２）に加えて、ｊ＝－１５～１５（ａ＝１／８）、ｊ＝－３１～３１（ａ＝１／１６）、ｊ＝－１２７～１２７（ａ＝１／６４）、ｊ＝－２５５～２５５（ａ＝１／１２８）の計５つである。有限区間におけるデータ数Ｍは、ｊ＝－１５～１５の場合が３１、ｊ＝－３１～３１の場合が６３である。また、ｊ＝－６３～６３の場合が１２７、ｊ＝－１２７～１２７の場合が２５５、ｊ＝－２５５～２５５の場合が５１１である。これらのデータ数Ｍと、分光器２８のラマン散乱光ＲＳＬの各検出チャンネルＸｉの総数Ｎ＝１０４４との比率（Ｍ／Ｎ）＊１００は、ｊ＝－１５～１５の場合が３．０％、ｊ＝－３１～３１の場合が６．０％である。また、ｊ＝－６３～６３の場合が１２．２％、ｊ＝－１２７～１２７の場合が２４．４％、ｊ＝－２５５～２５５の場合が４８．９％である。

有限区間がｊ＝－１５～１５、比率が３．０％の場合、推定ベースラインスペクトルＥＢＳは、ラマンスペクトＲＳの形状を略追従した、比較的尖った形状となる。すなわち、有限区間がｊ＝－１５～１５、比率が３．０％の場合は、信号成分をベースライン成分として見なしてしまっている確率が高い。このため、除去済みラマンスペクトルＲＲＳは、ベースラインだけでなく、閾値以上の割合の信号成分も除去されたものとなるおそれがある。

有限区間がｊ＝－２５５～２５５、比率が４８．９％の場合、推定ベースラインスペクトルＥＢＳは、有限区間がｊ＝－１５～１５、比率が３．０％の場合とは逆に、ラマンスペクトＲＳの形状にあまり倣っていない、比較的鈍った形状となる。すなわち、有限区間がｊ＝－２５５～２５５、比率が４８．９％の場合は、推定ベースラインの位置が本来のベースラインの位置を下回っていて、ベースライン成分を信号成分として見なしてしまっている確率が高い。このため、除去済みラマンスペクトルＲＲＳは、閾値以上の割合のベースラインが除去しきれていないものとなるおそれがある。

有限区間がｊ＝－３１～３１、比率が６．０％の場合、有限区間がｊ＝－６３～６３、比率が１２．２％の場合、および有限区間がｊ＝－１２７～１２７、比率が２４．４％の場合は、除去済みラマンスペクトルＲＲＳは、閾値以上の割合の信号成分が除去されておらず、かつ、閾値以上の割合のベースラインが除去されたものとなる。したがって、これらの場合、ベースラインの推定精度の評価はＯＫである。以上を総合して考えた場合、５％～３０％程度が比率の適正範囲といえる。Ｎが変わっても、この比率の適正範囲は変わらない。

なお、ランチョス関数ＬＦの次元は、例示した２次に限らない。３次のランチョス関数ＬＦ、あるいは４次のランチョス関数ＬＦを用いてもよい。

また、畳み込み積分に用いる窓関数は、ランチョス関数ＬＦに限らない。例えば図３０に示すガウス窓関数ＧＦを用いてもよい。

図３０に示すように、ガウス窓関数ＧＦは、下記の（式９Ａ）および（式９Ｂ）で定義される。
Ｇ（ｊ）＝ｅｘｐ｛－（ａｊ）^２｝ ただし、｜ａｊ｜≦２の場合 （式９Ａ）
Ｇ（ｊ）＝０ ただし、｜ａｊ｜＞２の場合 （式９Ｂ）
なお、ａは、ランチョス関数ＬＦと同じく、ガウス窓関数ＧＦの有限区間を規定するための係数である。

図３０では、ａ＝１／８の場合を例示している。この場合、－１６≦ｊ≦１６の区間は、｜ａｊ｜≦２であるため、式（９Ａ）が適用される。したがって、－１６≦ｊ≦１６の区間では、ガウス窓関数データＧＦＤに示すように、Ｇ（０）＝０．０７０７７０９３、Ｇ（－２）＝０．０６６４８３１４等、０でない値をとる。対して、１６＜ｊおよびｊ＜－１６の区間は、｜ａｊ｜＞２であるため、式（９Ｂ）が適用される。したがって、１６＜ｊおよびｊ＜－１６の区間では、Ｇ（１７）＝０、Ｇ（－１７）＝０等、０の値をとる。また、ランチョス関数ＬＦの場合と同じく、ガウス窓関数ＧＦの各値Ｇ（ｊ）も、吹き出し９０に示すように、総和ΣＧ（ｊ）が１となるよう規格化されている。

図３１は、ローダミン６Ｇ溶液を試料として、ガウス窓関数ＧＦを用いてベースラインを推定した実施例を示す。図３１Ａに示すように、推定ベースラインスペクトルＥＢＳは、ランチョス関数ＬＦを用いてベースラインを推定した図２６Ａの場合と同様に、ベースラインと思しき箇所と略一致し、推定精度が高くなっている。このため、図２６Ｂと同様に、図３１Ｂの除去済みラマンスペクトルＲＲＳに示すように、ラマンスペクトルデータＲＳＤからベースラインが確実に除去され、ベースラインに起因する低周波のうねりが重畳していない除去済みラマンスペクトルデータＲＲＳＤを得ることができる。

ランチョス関数ＬＦ、ガウス窓関数ＧＦ以外の他の窓関数、例えば矩形窓関数、ハン窓関数、カイザー窓関数等を用いてもよい。

許容偏差ＴＤは、（式７）で示したＲＭＳに限らない。２＊ＲＭＳ、３＊ＲＭＳでもよい。

基準データＣＤにおいて仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値のラインＴＢＳ＋ＴＤを超える部分の値を、仮ベースラインＴＢと許容偏差ＴＤの加算値ではなく、仮ベースラインＴＢの値に変更してもよい。要するに、基準データＣＤにおける許容偏差ＴＤを超える部分の値を仮ベースラインＴＢの値に基づいて補正すればよい。

設定条件ＳＣは、図１５で例示した内容に限らない。基準データＣＤの再設定、仮ベースラインＴＢの導出、許容偏差ＴＤの算出、および基準データＣＤの補正を繰り返した回数を設定条件ＳＣとしてもよい。例えば、設定条件ＳＣを５回と設定し、上記の処理を繰り返した回数が５回を超えた場合に、補正基準データＣＣＤが設定条件ＳＣを満たしたと判定部６１で判定する。

データ処理装置１１を構成するコンピュータのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、データ処理装置１１を、処理能力や信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のコンピュータで構成することも可能である。具体的には、ＲＷ制御部５５、取得部５６、設定部５７、導出部５８、算出部５９、補正部６０、および制御部６５の機能と、判定部６１、出力部６２、除去部６３、および表示制御部６４の機能とを、２台のコンピュータに分散して担わせる。この場合は２台のコンピュータでデータ処理装置１１を構成する。また、ＳＥＲＳ測定装置１０にデータ処理装置１１の機能を担わせてもよい。

なお、除去部６３および表示制御部６４は、必須の構成ではない。このため、除去部６３および表示制御部６４の機能を、データ処理装置１１を構成するコンピュータとは別のコンピュータに担わせてもよい。

このように、コンピュータのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性等の要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、作動プログラム５０等のアプリケーションプログラムについても、安全性や信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージデバイスに分散して格納することももちろん可能である。

上記実施形態では、ＳＥＲＳ分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータＲＳＤを例示したが、これに限らない。ＳＥＲＳ分光法以外のラマン散乱分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータＲＳＤであってもよい。

また、フォトルミネッセンス法を用いて測定されたスペクトルデータ、赤外分光法を用いて測定されたスペクトルデータ、紫外可視分光法を用いて測定されたスペクトルデータ等、ラマンスペクトルデータＲＳＤ以外のスペクトルデータについても、本開示の技術を適用することが可能である。

上記実施形態において、例えば、ＲＷ制御部５５、取得部５６、設定部５７、導出部５８、算出部５９、補正部６０、判定部６１、出力部６２、除去部６３、表示制御部６４、および制御部６５といった各種の処理を実行する処理部（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いることができる。各種のプロセッサには、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ４２に加えて、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ:ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を用いることができる。

以上の記載から、以下の付記項１に記載の発明を把握することができる。

［付記項１］
波長毎または波数毎の光の強度を示すスペクトルデータを取得する取得プロセッサと、
前記スペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定プロセッサであり、少なくとも、前記取得プロセッサにおいて取得された前記スペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定プロセッサと、
前記基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮の前記ベースラインである仮ベースラインを導出する導出プロセッサと、
前記基準データと前記仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出プロセッサと、
前記基準データにおける前記許容偏差を超える部分の値を前記仮ベースラインの値に基づいて変更することで、前記基準データを補正基準データへと補正する補正プロセッサと、
予め設定された条件を満たした前記補正基準データを、前記スペクトルデータから推定した前記ベースラインである推定ベースラインとして出力する出力プロセッサと、
前記条件を満たしていない前記補正基準データを、前記基準データとして前記設定プロセッサに再設定させ、前記導出プロセッサによる前記仮ベースラインの導出、前記算出プロセッサによる前記許容偏差の算出、および前記補正プロセッサによる前記基準データの補正を繰り返し行わせる制御プロセッサと、
を備えるデータ処理装置。

本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。

以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、変更したりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

２ ラマン分析システム
１０ 表面増強ラマン散乱測定装置（ＳＥＲＳ測定装置）
１１ データ処理装置
１５ 光電場増強基板
１６ 測定部
２０ 励起光源
２１ コリメートレンズ
２２ スプリッター
２３ 反射鏡
２４ 対物レンズ
２５ ステージ
２６ ノッチフィルター
２７ 集光レンズ
２８ 分光器
４０ ストレージデバイス
４１ メモリ
４２ ＣＰＵ
４３ 通信部
４４ ディスプレイ
４５ 入力デバイス
４６ バスライン
５０ 作動プログラム
５５ リードライト制御部（ＲＷ制御部）
５６ 取得部
５７ 設定部
５８ 導出部
５９ 算出部
６０ 補正部
６１ 判定部
６２ 出力部
６３ 除去部
６４ 表示制御部
６５ 制御部
７０、７２、９０ 吹き出し
８０ ラマンスペクトル表示画面
８１ 印刷ボタン
８２ ファイル保存ボタン
８３ ＯＫボタン
ＢＳ 生体標本
ＣＣＤ 補正基準データ
ＣＣＤＳ 補正基準データスペクトル
ＣＤ 基準データ
ＣＤＳ 基準データスペクトル
ＥＢ 推定ベースライン
ＥＢＳ 推定ベースラインスペクトル
ＥＬ 励起光
ＧＦ ガウス窓関数（窓関数）
ＧＦＤ ガウス窓関数データ
ＬＦ ランチョス関数（窓関数）
ＬＦＤ ランチョス関数データ
ＭＰ 測定位置
ＲＲＳ 除去済みラマンスペクトル
ＲＲＳＤ 除去済みラマンスペクトルデータ
ＲＳ ラマンスペクトル
ＲＳＤ ラマンスペクトルデータ
ＲＳＬ ラマン散乱光
ＳＣ 設定条件（予め設定された条件）
ＳＴ１００ ステップ（取得ステップ）
ＳＴ１１０ ステップ（設定ステップ）
ＳＴ１２０ ステップ（導出ステップ、制御ステップ）
ＳＴ１３０ ステップ（算出ステップ、制御ステップ）
ＳＴ１４０ ステップ（補正ステップ、制御ステップ）
ＳＴ１５０、ＳＴ１８０、ＳＴ１９０ ステップ
ＳＴ１６０ ステップ（設定ステップ、制御ステップ）
ＳＴ１７０ ステップ（出力ステップ）
ＴＢ 仮ベースライン
ＴＢＳ 仮ベースラインスペクトル
ＴＤ 許容偏差

Claims (5)

1. 表面増強ラマン散乱分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータであり、波数毎の光の強度を示すラマンスペクトルデータであって、４００ｃｍ^－１以下の前記波数に対応する前記強度のデータを含むラマンスペクトルデータを取得する取得部と、
   前記ラマンスペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定部であり、少なくとも、前記取得部において取得された前記ラマンスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定部と、
   前記基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮の前記ベースラインである仮ベースラインを導出する導出部と、
   前記基準データと前記仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出部と、
   前記基準データにおける前記許容偏差を超える部分の値を前記仮ベースラインの値に基づいて変更することで、前記基準データから補正基準データへと補正する補正部と、
   予め設定された条件を満たした前記補正基準データを、前記ラマンスペクトルデータから推定した前記ベースラインである推定ベースラインとして出力する出力部と、
   前記条件を満たしていない前記補正基準データを、前記基準データとして前記設定部に再設定させ、前記導出部による前記仮ベースラインの導出、前記算出部による前記許容偏差の算出、および前記補正部による前記基準データの補正を繰り返し行わせる制御部と、
   を備え、
   前記窓関数の０でない値を有する区間である有限区間におけるデータ数は、前記ラマンスペクトルデータを測定する分光器のラマン散乱光の各検出チャンネルの総数で前記データ数を除算することで求まる比率が５％～３０％の範囲となるよう設定されている、
   データ処理装置。
2. 前記推定ベースラインを前記ラマンスペクトルデータから除去する除去部を備える請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記窓関数は、ランチョス関数またはガウス窓関数である請求項１または請求項２に記載のデータ処理装置。
4. 表面増強ラマン散乱分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータであり、波数毎の光の強度を示すラマンスペクトルデータであって、４００ｃｍ^－１以下の前記波数に対応する前記強度のデータを含むラマンスペクトルデータを取得する取得ステップと、
   前記ラマンスペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定ステップであり、少なくとも、前記取得ステップにおいて取得された前記ラマンスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定ステップと、
   前記基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮の前記ベースラインである仮ベースラインを導出する導出ステップと、
   前記基準データと前記仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出ステップと、
   前記基準データにおける前記許容偏差を超える部分の値を前記仮ベースラインの値に基づいて変更することで、前記基準データから補正基準データへと補正する補正ステップと、
   予め設定された条件を満たした前記補正基準データを、前記ラマンスペクトルデータから推定した前記ベースラインである推定ベースラインとして出力する出力ステップと、
   前記条件を満たしていない前記補正基準データを、前記基準データとして再設定させ、前記仮ベースラインの導出、前記許容偏差の算出、および前記基準データの補正を繰り返し行わせる制御ステップと、
   を備え、
   前記窓関数の０でない値を有する区間である有限区間におけるデータ数は、前記ラマンスペクトルデータを測定する分光器のラマン散乱光の各検出チャンネルの総数で前記データ数を除算することで求まる比率が５％～３０％の範囲となるよう設定されている、
   データ処理装置の作動方法。
5. 表面増強ラマン散乱分光法を用いて測定されたラマンスペクトルデータであり、波数毎の光の強度を示すラマンスペクトルデータであって、４００ｃｍ^－１以下の前記波数に対応する前記強度のデータを含むラマンスペクトルデータを取得する取得部と、
   前記ラマンスペクトルデータに重畳したベースラインを推定するための基準データを設定する設定部であり、少なくとも、前記取得部において取得された前記ラマンスペクトルデータを最初の基準データとして設定する設定部と、
   前記基準データに対して窓関数を用いた畳み込み積分を行い、仮の前記ベースラインである仮ベースラインを導出する導出部と、
   前記基準データと前記仮ベースラインとの差分の許容偏差を算出する算出部と、
   前記基準データにおける前記許容偏差を超える部分の値を前記仮ベースラインの値に基づいて変更することで、前記基準データから補正基準データへと補正する補正部と、
   予め設定された条件を満たした前記補正基準データを、前記ラマンスペクトルデータから推定した前記ベースラインである推定ベースラインとして出力する出力部と、
   前記条件を満たしていない前記補正基準データを、前記基準データとして前記設定部に再設定させ、前記導出部による前記仮ベースラインの導出、前記算出部による前記許容偏差の算出、および前記補正部による前記基準データの補正を繰り返し行わせる制御部として、
   コンピュータを機能させるデータ処理装置の作動プログラムであり、
   前記窓関数の０でない値を有する区間である有限区間におけるデータ数は、前記ラマンスペクトルデータを測定する分光器のラマン散乱光の各検出チャンネルの総数で前記データ数を除算することで求まる比率が５％～３０％の範囲となるよう設定されている、
   データ処理装置の作動プログラム。

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