GB/Z 26958.1-2011 产品几何技术规范(GPS) 滤波 第1部分：概述和基本概念

ICS17.040.20

J04

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

产品几何技术规范()滤波

GPS

:

第部分概述和基本概念

1

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

()——

GeometricalProductSecificationsGPSFiltration

p

:

Part1Overviewandbasicconcets

p

(/:,)

ISOTS16610-12006IDT

2011-09-29发布2012-03-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

前言

/《()》,

产品几何技术规范滤波国家标准化指导性技术文件分为部分已转化

GBZ26958GPS89

为国家标准化指导性技术文件的有以下部分:

9

———:;

第部分概述和基本概念

1

———:;

第部分线性轮廓滤波器基本概念

20

———:;

第部分线性轮廓滤波器样条滤波器

22

———:;

第部分线性轮廓滤波器样条小波

29

———:;

第部分稳健轮廓滤波器高斯回归滤波器

31

———:;

第部分稳健轮廓滤波器样条滤波器

32

———:;

第部分形态学轮廓滤波器基本概念

40

———:;

第部分形态学轮廓滤波器圆盘和水平线段滤波器

41

———:。

第部分形态学轮廓滤波器尺度空间技术

49

本部分为/的第部分。

GBZ269581

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分等同采用国际技术规范/:《产品几何技术规范()滤波第部

ISOTS16610-12006GPS1

:》。

分概述和基本概念

,:

为了便于使用本部分做了如下编辑性修改

———“”“国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页”;

国际技术规范的本部分一词改为指导性技术文件的本部分

———删除了国际技术规范的前言和引言;

———在技术内容和编写格式上与该国际技术规范一致。

本部分由全国产品几何技术规范标准化技术委员会(/)提出并归口。

SACTC240

:、、。

本部分起草单位中机生产力促进中心华中科技大学哈尔滨量具刃具集团有限公司

:、、、、、、。

本部分主要起草人明翠新王欣玲刘晓军高思田郎岩梅陈景玉李海斌

Ⅰ

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

产品几何技术规范()滤波

GPS

:

第部分概述和基本概念

1

1范围

/的本部分规定了滤波的基本术语和滤波采用的基本流程框架。

GBZ26958GPSGPS

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/—产品几何量技术规范():

GBT18780.12002几何要素第部分基本术语和定义

GPS1

(:)

idtISO14660-11999

/—产品几何技术规范():

GBZ24637.12009通用概念第部分几何规范和验证的模式

GPS1

(/:,)

ISOTS17450-12005IDT

/—产品几何技术规范():、、

GBZ24637.22009通用概念第部分基本原则规范操作集

GPS2

和不确定度(/:,)

ISOTS17450-22002IDT

[(),、、、、

通用计量术语及定义国际计量学通用基础术语

JJF1001国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页VIMBIPMIECIFCCISO

、、]

IUPACIUPAPOIML

3术语和定义

、/—、/—、/—界定的以及下列术

JJF1001GBT18780.12002GBZ24637.12009GBZ24637.22009

语和定义适用于本文件。

3.1

组成要素interalfeature

g

面或面上的线。

:。

注组成要素是实有定义的

[/—,]。

GBT18780.120022.1.1

3.1.1

部分表面surfaceortionSP

p

被分离的组成表面的一部分。

3.1.2

表面轮廓surfacerofile

p

部分表面和一个理想平面的交线。

:,。

注轮廓的概念在不断发展变化因而表面轮廓的概念可能重新定义

3.2

基本数学模型rimarmathematicalmodels

py

,。

部分表面的系列嵌套数学表达式每个表达式都可以用有限个参数来描述

1

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

3.2.1

嵌套指数nestinindex

g

NI

表示一特定基本数学模型相对嵌套水平的数或数列。

注:,,。

1给定嵌套指数的模型指数较低的包含较多的表面信息而指数较高的包含较少的表面信息

注:,(),,,

2按照惯例当嵌套指数趋于零或系列指数全趋于零时存在一个基本数学模型能以任意给定的接近程度

近似表达工件的真实表面。

注:。,(

3高斯滤波器的截止波长是一个嵌套指数的例子对形态滤波器而言嵌套指数是构造元素的大小如圆盘的

),。

半径其不同于截止波长中的波长概念

3.2.2

自由度dereesoffreedom

g

<>。

基本数学模型用于完整描述一特定基本数学模型的独立参数的个数

3.3

原始表面rimarsurface

py

具有指定嵌套指数的基本数学模型表达的部分表面。

3.3.1

原始轮廓rimarrofile

pyp

原始表面和一个理想平面的交线。

:,。

注轮廓的概念在不断发展变化原始轮廓的定义可能重新定义

3.4

基本映射rimarmain

pyppg

(︱)

PMNI

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

,,

嵌套指数导引的映射关系通过指定嵌套指数映射特定原始表面以表达一个满足筛选和投影准则

的部分表面。

注1:用映射的数学术语表述如下:

(︱)…………()

PSPMSPNI1

=

其中,是原始表面,是部分表面。

PSSP

:(,,)。

注2采用基本映射的组合可以构建其他滤波器例如基本映射的加权平均值基本映射的上界等

3.4.1

筛选准则sievecriterion

,

对部分表面先后应用两种基本映射与仅应用其中一种基本映射完全等同即该基本映射具有最高

嵌套指数的准则。

::

注用映射的数学术语表述如下

((︱)︱)(︱)其中,(,)………………()

PMPMSPNINIPMSPNINImaxNINI2

==

1212

其中,SP是部分表面。

3.4.2

投影准则roectioncriterion

pj

一个具有特定嵌套指数的原始表面使用相同嵌套指数基本映射到它自身的准则。

NINI

3.5

滤波filtration

通过降低一个非理想要素的信息水平产生新的非理想要素的操作。

[/—,]。

GBZ24637.120093.12

3.5.1

轮廓滤波器rofilefilter

p

用于表面轮廓滤波操作的操作集。

:,“”。/,“”“

注在整个文件中术语操作集从它的数学上下文来理解当它使用在GBZ24637.2的上下文规范或认

2

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

”“”。

证通常冠在操作集前面

3.5.2

区域滤波器arealfilter

用于部分表面滤波操作的操作集。

3.6

异常值outlier

,。

数列中对分离的组成要素不具代表性或典型性的局部值以幅度和尺度为特征

::。/

注并非所有的异常值仅依数据就能予以确定只考虑那些与针尖几何特征不一致的值有时可以基于幅度尺度

标准给出警示。

3.7

开放轮廓oenrofile

pp

具有两个端点且长度有限的表面轮廓。

:。

注表面轮廓不与自身相交

3.8

闭合轮廓closedrofile

p

没有端点且长度有限的表面轮廓。

:,()。

注表面轮廓不与自身相交即简单闭合曲线或约当Jordan曲线

3.9

稳健性robustness

输出数据对输入数据中特定现象的不敏感性。

:、、。

注特定现象如异常值划伤台阶等

3.10

滤波方程filtereuation国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

q

滤波器的数学描述方程。

:。

注滤波方程不一定对滤波器的数字实现给定算法

4一般讨论

4.1概述

滤波是把数据中感兴趣的特征从其他特征中分离出来的方法。

:,,。

例如筛选粒子采用不同尺寸的筛孔可以将土壤粒子分成不同规格大小

。,。

嵌套指数是指特征分离所依据的临界尺寸在上面的例子中嵌套指数相应于筛孔的尺寸

,,,,

更准确而言滤波首要的是定义系列嵌套数学表达式以对真实表面建模以便嵌套越详尽模型越

。/,,

平滑地表达真实表面其嵌套指数是一个用来表达模型的嵌套平滑水平的数值嵌套指数越大则表

。,,。

达表面的模型越平滑按照惯例当嵌套指数接近零时存在一个能够表达真实表面的模型

,。,

其次定义一个基本映射基本映射是选择具有指定嵌套指数的特定模型的方法这个模型满足一

,。,。

定特性用来表达真实表面这个基本映射是一个基础滤波器在它的基础上可以建造其他的滤波器

附录给出了说明例子。

A

,、、

推荐了一个包括新的滤波器工具的工具箱这个工具箱包括中线滤波器形态滤波器稳健滤波器

。

及能够把表面结构分解成不同尺度组成部分的技术开发这个工具箱是为了满足GPS在滤波方面现

,,,

在和将来的需求同时有这样一个目的即以国家标准化指导性技术文件的形式出版这个滤波工具箱

,。

以便在它决定作为完整的国家标准发表之前GPS用户能评价它的效用这些国家标准化指导性技术

/(/)。()/

文件形成了系列文件滤波总体规划附录显示了

GBZ26958ISOTS16610BGBZ26958

(/)。。

ISOTS16610系列各部分的代号分配特殊滤波器工具和它的缺省值由其他应用文件提供

3

/—//:

GBZ26958.12011ISOTS16610-12006

。,

附录给出了不同滤波器类型的优缺点附录给出滤波基本概念图附录给出了滤波矩阵的

CDE

关系。

4.2基本数学模型

,。

提出基本数学模型使波段的概念一般化嵌套指数目的在于一般化波长的概念

,(),,

对于嵌套模型系列中的某一模型嵌套越高嵌套指数较小包含的表面信息越多反之嵌套越低

(),。,,,

嵌套指数较大包含表面信息越少按照惯例当嵌套指数接近零时存在一个基本数学模型能以任

()。

意指定程度逼近分离的组成要素接近程度用一数学指标定义

(),:

筛选准则由玛瑟龙Matheron的大小准则衍生而来同时是下述推论的一个必要条件如果一个

,

基本映射应用于一个分离的组成要素任何带有更大嵌套指数的进一步基本映射完全等同于对该组成

。,,

要素采用带有更大嵌套指数的第二基本映射换句话说相对带有指定嵌套指数的基本映射而言当考

,。

虑对一分离的组成要素采用带有更大嵌套指数的基本映射时不会引起信息丢失

投影准则要求嵌套指数与玛瑟龙(heron)的大小定义相一致。

Mat

/,,

既然基本数学模型的嵌套是一个尺度大小并且基本映射满足筛选准则则嵌套指数可用来定义

广义的波长概念。

5滤波器标识

。。

表给出了在指定滤波器时涉及到的一些基本语义表给出了滤波器标识

12

表1滤波器代码中的基本语义

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页类

滤波器类型分

L=线性的

A=区域()M=形态学的

3D

R=稳健的

F=滤波器

L=线性的

P=轮廓()M=形态学的

2D

R=稳健的

表2滤波器标识

类型分类代码滤波器名称所在ISO文件

FALG高斯滤波器ISO/TS16610-61

FALFALS样条ISO/TS16610-62

FALW样条小波ISO/TS16610-69