ゼロ点補正

anisotropyの解説とゼロ点補正

anisotropyというプログラムは、次のようである（説明のために行番号を付けている）。

     1  #!/usr/local/bin/perl
     2
     3  $usage = "Usage : $0 VVfile VHfile HVfile HHfile\n";
     4
     5  if ($#ARGV < 3 ) {
     6      print $usage;
     7      exit 0;
     8  }
     9
    10  open(VV, $ARGV[0]);
    11  @raw_vv = <VV>;
    12  close(VV);
    13
    14  open(VH, $ARGV[1]);
    15  @raw_vh = <VH>;
    16  close(VH);
    17
    18  open(HV, $ARGV[2]);
    19  @raw_hv = <HV>;
    20  close(HV);
    21
    22  open(HH, $ARGV[3]);
    23  @raw_hh = <HH>;
    24  close(HH);
    25
    26  $num = scalar(@raw_vv);
    27  for ($i=0; $i<$num; $i++) {
    28    ($wavelength, $vv) = split("\t", $raw_vv[$i]);
    29    ($dummy, $vh) = split("\t", $raw_vh[$i]);
    30    ($dummy, $hv) = split("\t", $raw_hv[$i]);
    31    ($dummy, $hh) = split("\t", $raw_hh[$i]);
    32
    33    $g = $hv / $hh;
    34    $r = ($vv - $g * $ vh) / ($vv + 2 * $g * $vh);
    35
    36    print "$wavelength\t$r\n";
    37  }

解説

1： /usr/local/bin/perlのプログラムであるとの宣言（おまじない）
3-8： 引数が４個より少なければ、使用方法を表示して終了する。$#ARGVには、このプログラムが呼び出された時の（引数の数-1）がセットされている。$0は、呼び出された時のこのプログラムの名前である。
11-24： VV,VH,HV,HHの順番にファイルを開き、@raw_vv,@raw_vh,@raw_hv,@raw_hh という配列に代入する。
26： 各データのデータポイントの数を得る（scalar(@配列)で配列の要素の数を返す）。
27-38： 各データポイント（波長と強度の組）について、演算を行い、結果を標準出力に書き出す。

28行目で、@raw_vvの一つの行 $raw_vv[$i] をタブ(\t)で分けて、前半を$wavelengthに、後半を $vvに代入。29-31は他の配列についての繰り返し。
33行目でG因子を計算。34行目で、蛍光異方性を計算。
36行目で、"波長　タブ　蛍光異方性　改行"の順番で標準出力にプリント。
以上の操作を、データ配列のすべての要素について繰り返す。

以上見てきたように、実際にデータの演算を行っているのは、33と34の２行だけである。例えば34行目を、

$r = $vv + 2 * $g * $vh ;

と変えれば、蛍光異方性ではなく、偏光に依存しない全蛍光強度を出力する。

ゼロ点のずれの補正

分光器のゼロ点は、光源の強度の変動や光検出器（光電子増倍管）の温度依存性などによって、時間とともに変動する。通常、強いシグナルについては無視できる程度であるが、実験２のように、励起スペクトルの微弱な部分を用いて演算するような場合には、わずかなゼロ点の変化が大きく結果を変えてしまう。励起スペクトルの極小値がマイナスになっている場合には、明らかに装置のゼロ点がずれていたと考えられる。ゼロ点を再度設定して取り直すのがベストであるが、種々の要因でそのデータをどうしても使わなければいけない場合も有り得る（例えば、同じ実験を再度行うのが非常に困難な場合）。プログラム変更の例として、その様な場合、妥当なゼロ点の値を各スペクトルに足してから、異方性を計算するように上のプログラムを変更してみよう。

最も原始的な方法は、プログラムのなかに、補正したいゼロ点の値を直接書き込んでしまう方法である。例えば、25行目あたりに、

$b=0.5; #補正したいゼロ点の値を入れる。

を入れて、33と34行目を、

$g = ($hv + $b) / ($hh + $b);
$r = ($vv +$b - $g * ( $vh + $b)) / ($vv +$b + 2 * $g * ( $vh + $b));

と変えればよい。プログラムを変更した場合には、プログラム名を変えて（例えば、correct_anisotropyとか）保存したほうが良い。

補正したいゼロ点の値は、試行錯誤する必要があるので、上のようにその都度、プログラムを書き換えるのは面倒である。補正したいゼロ点の値をコマンドラインから引数として入力するためには、25行目あたりの　$b=0.5;　の代わりに、

$b = $ARGV[4];

として、プログラムを実行する際の５番目の引数として、ゼロ点の値を入れれば良い。この時、必要とする引数の数が変わったので、3行目と5行目を書き換えるのを忘れないように。

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