Taustasignaalille

Taustasignaalille on käsite mittaus- ja analyysiprosesseissa, jossa signaaliin sisältyy sekä tutkittava ilmiö että erillinen, ei-hakusignaalia kuvaava osa. Taustasignaalin tarkoituksena on kuvata mittausta vääristäviä tai peittäviä tekijöitä, kuten ympäristöhäiriöitä, laitteiston driftiä ja näytteen ominaisuuksia. Termiä käytetään laajasti fysiikassa, kemiassa, biotieteissä ja tietojenkäsittelyssä.

Tyypillisiä taustasignaalin lähteitä ovat ympäristö- ja sähkömagneettiset häiriöt, lämpötilavaihtelut, instrumentoinnin offset sekä näytteen itse aiheuttamat tausta-arvot. Taustasignaalin ominaisuudet voivat olla additiivisia tai multiplikatiivisia, staattisia (offset) tai ajassa muuttuvia (drift). Sillä on usein matalamman taajuuden komponentteja, mutta se voi kattaa laajan taajuusalueen riippuen mittauksesta.

Havaitseminen ja poistaminen: Taustasignaalin erottaminen kohdesignaalista on keskeinen osa analyysiä. Käytännön ratkaisut sisältävät taustamittaukset, viitekanavat, kontrollinäytteet sekä laskennalliset menetelmät kuten baseline-korjaus, taustanpoisto, filtointi, smoothing sekä normalisointi. Usein hyödynnetään mallinnusta: S(t) = T(t) + B(t) tai S(λ) = T(λ) + B(λ), jolloin kohdesignaalin arvoa pyritään estimoimaan ja taustasignalin vaikutus vähentämään.

Esimerkkejä: Massaspektrometria ja spektrianalyysi voivat tuottaa mittauksia, joissa S = T + B, ja B-estimointi tehdään blank-mitoituksilla tai mallintamalla tausta. Biolääketieteessä EEG- tai EKG-signaalien taustasignaalin poistaminen parantaa tutkittavan ilmiön erottuvuutta.

Taustasignaalin hallinta parantaa mittausten luotettavuutta, vertailtavuutta ja tulkinnan objektiivisuutta.