"Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures"
Savitzky, A.; Golay, M.J.E. (1964).
Analytical Chemistry, 1964, 36 (8): 1627–1639
Статья товарищей Савитского и Голая столь популярна, что многократно выложена в интернете в абсолютно открытом доступе. Достаточно погуглить на название. Здесь, например. Но далее следует типа дисклаймер: многоуважаемые авторы допустили изрядное количество опечаток, портящих приведенную математику. Если хотите эту математику задействовать, то на ошибки Савитского с Голаем тоже гуглить абсолютно обязательно.