光谱测量是通过获取被研究物质的光谱来分析该物质的组成和含量信息。伴随仪器制造水平的提高，光谱仪获得的测量数据在精度、数量和效率等方面比之前都有很大的进步。因而制约光谱仪应用推广的瓶颈是使用的便捷程度和测量数据处理的有效性。光谱测量信号是光谱信号处理与分析技术的研究对象，该技术是通过对光谱测量信号进行相应的数据处理和分析来获得物质组成和含量的技术。决定整个光谱仪分析系统性能优劣的重要指标是光谱信号的处理和分析。本文基于应用市场对微型化光谱仪仪器的体积和性能的相应要求，探讨了如何合理选择线阵CCD进行光谱测量，如何改善光学结构。在保证系统测试性能的基础上设计实现了一种精简的光谱仪器，同时提高了仪器的环境适应能力和实时性。编写实现了满足光谱系统测量的数据采集与处理要求的人机交互界面，其中包括数据采集、保存、光谱曲线的动态显示、参数设置、光谱特征数据的同步显示、动态跟踪光标所示的光谱信息等功能，便于对光谱曲线的观察与分析。用离散小波变换的方法对光谱数据作预处理，通过不同小波基的去噪效果的比较分析，选用尺度为3的db3小波对测量结果进行去噪处理并且保留了数据的细节特征。分析了特征数据对于分析结果的重要性，运用曲线拟合的方法对测试数据进行特征提取，实验结果表明基于光谱曲线分布特征的分组拟合模型的效果较好，不仅降低了数据处理的工作量，而且提高了光谱特征的定位精度。通过实验验证，本文设计的光谱测量软硬件系统不仅能够较好地实现光谱测量目的，而且该小型光纤光谱仪可行、实用、可靠，易操作，可以达到区分物质成分和含量的目的。光谱信息的处理和分析方法能够提高仪器测试结果的准确性和精度。