piekdetectie

Piekdetectie is het proces waarbij in een signaal lokale maxima worden geïdentificeerd die significant zijn ten opzichte van ruis of baseline. Het doel is betrouwbare herkenning van relevante pieken, bijvoorbeeld in massaspectrometrie, chromatografie, ECG- of EEG-signalen, of in audio- en seismische data.

Methoden om pieken te detecteren variëren van eenvoudige drempelmethoden tot complexere algoritmen die ruis onderdrukken en de baseline corrigeren. Veel technieken combineren smoothing en baselinecorrectie met detectie van lokale maxima binnen een venster. Bij de selectie van pieken spelen kenmerken zoals hoogte, prominentie en breedte een rol, zodat overlappende pieken en scheve baselines minder storend zijn.

Algoritmen omvatten onder meer eerste- en tweede-afgeleide methoden die een nulpunt van de afgeleide markeren als potentiële piek, en multi-scale benaderingen zoals waveletmethoden of matched-filtertechnieken die pieken op verschillende tijdschalen kunnen vangen. Daarnaast wordt vaak gebruik gemaakt van Savitzky-Golay-filtering voor smoothing en van heuristische criteria die piekkarakteristieken combineren. In veel gevallen worden meerdere criteria tegelijk geëvalueerd om positie, hoogte en vorm te bevestigen.

Toepassingen omvatten kwalitatieve en kwantitatieve analyse in massaspectrometrie en chromatografie, medische signaalverwerking (ECG en EEG), seismologie, audioprocessing en tijdreeksanalyse in natuur- en sociale wetenschappen.

Uitdagingen zijn ruis, baselineshift, overlappende pieken en variabele piekvormen. Evaluatie van piekdetectie gebeurt vaak met meetwaarden als precisie en recall, of de F1-score, op datasets met bekende pieken.