robust_gaussian_profile — ROUGHNESS `prepare` op

• Datenarten: signal → signal

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.robust_gaussian_profile(z, dx, lambda_c, c=4.4, order=1, robust=True, truncate=1.0, max_iter=None, tol=1e-06) (die Implementierung direkt: import roughness; roughness.robust_gaussian_profile(z, dx, lambda_c, c=4.4, order=1, robust=True, truncate=1.0, max_iter=None, tol=1e-06); aus dem Register: opsroughness.get("robust_gaussian_profile"))

• Rückgabewert über das Register: fullseye.ledger.robust_gaussian_profile(...) liefert nur den Wert des deklarierten Out-Typs signal (die zugrunde liegende Funktion gibt zusätzlich Hilfsinformationen zurück). Wird das Verworfene gebraucht, nutze fullseye.ledger.robust_gaussian_profile.raw(...) oder rufe roughness.robust_gaussian_profile direkt auf.

• Rückgabe der Funktion: (roughness, mean_line, info)

Verwendung

Robuster Gauß-Regressionsfilter (Profil): Mittellinie und Rauheit, die sich von Ausreißern und Kratzern nicht ziehen lassen.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

ガウス重みの局所回帰(次数 order)に Tukey の biweight を掛けて反復する。普通のガウスフィルタは深い溝や突起にそのまま引きずられ、平均線が傷の側へ凹む。この op は傷の部分の重みを下げる(|r| ≥ c·median|r| で 0)ので、平均線は傷を無視する。

戻り値は (roughness, mean_line, info)。roughness = z - mean_line。端は 削らず 全長を返す(窓に入るデータだけで回帰するので、ガウス平均と違って端でも偏らない。端の信頼度が気になるなら両端 λc/2 を捨てる)。info は反復回数・収束・重みの要約。

引数

z 断面 z[i](1 次元、有限値のみ)。

dx 標本間隔。

lambda_c カットオフ波長(透過率 50 %)。2*dx 以上、評価長さ以下。

c biweight の定数(既定 4.4)。しきい値は c × median|残差|。

order 0 = 重み付き平均、1 = 局所直線(既定)。内部の核はどちらも同じで、

カットオフでの透過率は 0.5(閉形式 exp(-π (α λc f)²)、f = 1/λc)。

robust False なら重み 1 のまま(普通の線形ガウス回帰。比較・基準用)。

truncate 窓の半径 truncate·λc(0.5 以上)。既定 1.0。0.75(GAUSS_TRUNCATE)に

すると、既存の surface_filter と内部で一致する(0.5 は規格の文面の打ち切り)。

max_iter 反復の上限(None = 200)。収束しなければ 拒否する。

tol 収束判定: 平均線の変化の最大が tol × median|残差| 以下。

fail-closed

• 配列が 1 次元でない / 8 点未満 / NaN・Inf を含む。

• dx / lambda_c / c / tol が有限の正でない、lambda_c が範囲外、order が 0/1 以外、truncate < 0.5。

• 窓の中に重みを持つデータが無い(傷が窓より広い)/ 正規方程式が退化する。

• biweight の反復が max_iter 回で収束しない(外れ値が半数に近い等)。

出典(式は論文のものを再実装。規格の本文は写していない): ISO 16610-21 / -31 のガウス回帰の考え方、Seewig, "Gaussian Regression Filters"(*Computational Surface and Roundness Metrology*, Springer 2009)、沼田・藤原・舟橋・輿水、精密工学会誌 76 (2010)(高速 M 推定)。

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie surface_roughness

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• example_robust_profile_filter — py -3.11 examples/example_robust_profile_filter.py

• poc_robust_profile_filter — py -3.11 examples/poc_robust_profile_filter.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `signal` als Eingabe)

robust_spline_profile · profile_params

Gleiche Kategorie (`prepare`)

surface_form_remove · surface_filter · robust_spline_profile · robust_gaussian_surface

*Provenance: roughness.py — ROUGHNESS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

robust_gaussian_profile — ROUGHNESS prepare op