GB∕ T 26958.85-2022 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 濾波 第85部分：形態(tài)學(xué)區(qū)域?yàn)V波器 分割（正式版）

Geometricalproductspecifications(GPS)—Filtration—Part85:Morphologicalarealfilters—Se2022-12-30發(fā)布2023-04-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 1 1 1 65總體說明 附錄A(資料性)關(guān)于分割的補(bǔ)充信息 附錄B(資料性)沃爾夫修剪示例 附錄C(資料性)與濾波矩陣模型的關(guān)系 附錄E(資料性)與GPS矩陣模型的關(guān)系 21Ⅲ 第1部分：概述和基本概念： 第22部分：線性輪廓濾波器樣條濾波器 第28部分：輪廓濾波器端部效應(yīng) 第40部分：形態(tài)學(xué)輪廓濾波器基本概念 第41部分：形態(tài)學(xué)輪廓濾波器圓盤和水平線段濾波器： 第49部分：形態(tài)學(xué)輪廓濾波器尺度空間技術(shù) 第60部分：線性區(qū)域?yàn)V波器基本概念； 第61部分：線性區(qū)域?yàn)V波器高斯濾波器 第71部分：穩(wěn)健區(qū)域?yàn)V波器高斯回歸濾波器 第85部分：形態(tài)學(xué)區(qū)域?yàn)V波器分割。 第41部分：形態(tài)學(xué)輪魔濾波器圓盤和水平線段濾波器。目的在于規(guī)定用圓盤和水平線段松 第60部分：線性區(qū)域?yàn)V波器基本概念。目的在于規(guī)定線性區(qū)域?yàn)V波器的基本概念 1第85部分：形態(tài)學(xué)區(qū)域?yàn)V波器分割GB/T33523.2—2017產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)區(qū)域法第2部分：術(shù)語、定義及表面結(jié)構(gòu)參數(shù)(ISO25178-2:2012,IDT)ISO16610-1產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)濾波第1部分：概述和基本概念[Geometricalproduct2GB/T26958.85—2022/谷區(qū)dale線特征linefeature3點(diǎn)特征pointfeature表面上由相同高度的點(diǎn)組成的線。將一個(gè)表面劃分為不同區(qū)域的方法。事件event互斥的表面區(qū)域，它的并集包括整個(gè)表面。分水嶺分割watershedsegmentation利用水填充谷區(qū)(峰區(qū))概念的分割算法，水首先從鞍點(diǎn)溢出并流入相鄰的谷區(qū)(峰區(qū))。分割函數(shù)segmentationfunction將“事件”的集合分割為重要和非重要兩種不同事件集合的函數(shù)，該函數(shù)符合三個(gè)分割特性。第一分割特性firstsegmentationproperty每個(gè)事件或者屬于重要事件集合，或者屬于非重要事件集合，不能同屬于兩種集合的特性。P1:VACE,業(yè)(A)Uφ(A)=AE——所有事件的集合；y(·將事件映射到重要事件集合的運(yùn)算；見圖1.4EA第二分割特性secondsegmentat當(dāng)一個(gè)重要事件從事件集合中去除，那么剩余的重要事件的集合成為一個(gè)新的重要事件集合的見圖2。EB4B4pu第三分割特性thirdsegmentationpr見圖3。5峰高peakheight局部峰高localpeakheig局部谷深localpitheight6GB/T26958.85—2022/沃爾夫峰高Wolfpeakheight分割是一種濾波操作(按ISO16610-1定義),該操作將一個(gè)表面在空間上分解為互斥的部分(見小的嵌套指數(shù)對(duì)應(yīng)較小的表面區(qū)域(比較圖4和圖5)。7GB/T26958.85—2022/ISO16圖4用總高度的5%沃爾夫修剪的砂輪表面分割示例圖5用總高度的15%沃爾夫修剪的砂輪表面分割示例 8GB/T26958.85—2022/完整定義。分水嶺分割法使水逐漸流入非重要谷區(qū)。水最終會(huì)從每個(gè)谷區(qū)的鞍點(diǎn)處流出并流入相鄰的谷區(qū)。變換樹代表了表面的等高線及其拓?fù)涮卣髦g的關(guān)系(見圖6)。變9圖6顯示拓?fù)涮卣鞯牡雀呔€圖示例至少有三種類型的變換樹： 注意谷區(qū)和峰區(qū)變換樹都可以從完全變換樹計(jì)算出來。本文件的其他內(nèi)容提到的“變換樹”指的是完全變換樹。V——谷圖7圖6的變換樹類型每個(gè)非重要峰區(qū)(峰)/谷區(qū)(谷),在與之相連的鞍點(diǎn)處，變換樹做了修剪。4.4用沃爾夫修剪法進(jìn)行分水嶺分割首先計(jì)算變換樹上每一個(gè)峰或谷到與其相連的相鄰鞍點(diǎn)的高度差。利用沃爾夫修剪法找到具有最小高度差的峰或谷，將其與變換樹上它的相鄰鞍點(diǎn)合并。此時(shí)如果與此鞍點(diǎn)相連的其他峰或谷還與另一個(gè)鞍相連，則調(diào)整其高度差以反映這一情況。重復(fù)這一過程，將高度差最小的峰或谷與同它相鄰的鞍點(diǎn)合并，直到達(dá)到某個(gè)閾值。該閾值可以規(guī)定為所有剩余的高度差大于一個(gè)固定值(通常是參數(shù)Sz的百分比),或者規(guī)定為當(dāng)剩余固定數(shù)目的峰或谷時(shí)合并停止。容易證明，這兩個(gè)規(guī)定都能得出一個(gè)滿足4.2.1給出的三個(gè)特性的分割函數(shù)。利用圖7給出的變換樹，P6到S7,P2到S2,V1到S3的局部峰/谷高度均小于0.5pm,對(duì)其進(jìn)行修剪，得到圖8所示的變換樹。B圖8圖7的沃爾夫修剪以下是在完全變換樹上的沃爾夫修剪算法的簡(jiǎn)要介紹，這一算法可以容易地修改為谷區(qū)或峰區(qū)變換樹的合并，因此這些情況這里不再討論。這里表示的簡(jiǎn)化算法假定已經(jīng)應(yīng)用了虛谷條件。第一步：假定虛谷條件找到了所有的麥克斯韋峰區(qū)和谷區(qū)并生成了完全變換樹。第二步：從剩余的峰區(qū)和谷區(qū)找到峰/谷(稱為候補(bǔ)峰/谷),它們與具有最小局部峰/谷高度的每個(gè)峰區(qū)/谷區(qū)相關(guān)聯(lián)。第三步：如果這個(gè)局部峰/谷高度大于閾值，停止。否則轉(zhuǎn)到第四步。第四步：從變換樹在相關(guān)的與候補(bǔ)峰/谷連接的鞍點(diǎn)修剪候補(bǔ)峰/谷(即合并與重要峰區(qū)/谷區(qū)相關(guān)的非重要峰區(qū)/谷區(qū))。5總體說明本文件與濾波矩陣模型的關(guān)系見附錄C;概念圖見附錄D;與GPS矩陣模型的關(guān)系見附錄E。符合本文件的分割濾波器特指分水嶺分割形態(tài)學(xué)區(qū)域?yàn)V波器(FAMSW)。GB/T26958.85—2022/ISO16610-85:(資料性)B.1示例1砂輪(識(shí)別有效磨粒)據(jù)中識(shí)別出獨(dú)立切削刃的技術(shù)(見圖B.1)。GB/T26958.85—2022/ISO16計(jì)數(shù)”建議對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行欠采樣。最佳欠采樣大約相當(dāng)于每個(gè)砂輪磨粒對(duì)應(yīng)一個(gè)峰。因此，改變磨粒尺寸就改變了最佳欠采樣的間隔。由于填料和磨粒形狀的不均勻，在給定砂輪內(nèi)最佳欠采樣的間隔可以變化很大。對(duì)于這些示例中所有的磨粒大小，5%沃爾夫修剪(即數(shù)據(jù)峰谷值的5%)都可以正確計(jì)數(shù)。圖B.1b)中有60個(gè)峰。沃爾夫修剪還有一個(gè)額外的好處，即允許對(duì)每個(gè)片段中的重要峰做進(jìn)一步分析。例如，高度分析能區(qū)分出這些峰中哪些峰可能起作用，即與工件相接觸。因此，沃爾夫修剪分割法能幫助識(shí)別砂輪特征。B.2示例2汽車車身覆蓋件汽車車身用薄鋼板表面上有意制出紋理以利于增加油漆的附著能力以及金屬成型時(shí)的潤(rùn)滑性。先在軋鋼機(jī)的終軋軋輥上添加紋理，再軋制到薄鋼板上。在圖B.2的示例中，這種紋理由具有六邊形圖案的一圈溝槽組成。為了控制生產(chǎn)過程，需要對(duì)一個(gè)薄鋼板樣品進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)(見圖B.2a)]。目前，采用目測(cè)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。在12%處進(jìn)行沃爾夫修剪(見圖B.2b)],識(shí)別出的獨(dú)立溝槽可用于進(jìn)一步的表征。因此，沃爾夫修剪分割法可使檢驗(yàn)過程自動(dòng)化。總則第1部分區(qū)域?yàn)V波器形態(tài)學(xué)形態(tài)學(xué)如何濾波多尺度GB/T26958.85—2022/ISO1661(資料性)概念圖D.1幾何特征鞍線特征峰區(qū)谷峰圖D.1幾何特征概念圖分割事件圖D.2分割概念圖D.3修剪局部峰高高度變換樹局部谷深虛谷條件修剪沃爾夫修剪沃爾夫峰高沃爾夫谷深高度分辨力圖D.3修剪概念圖ABCDEFG角度方向跳動(dòng)區(qū)域表面結(jié)構(gòu)表面缺陷[5]ISO25178-2:2012,Geometricalproductspecifications(GPS)—SurfacetexturPart2:Terms,definitionsandsurfacetextureparameters[6]ISO25178-3,Geometricalpro[7]ISO/IECGuide98-3:2008,Uncertaofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)[8]ISO/IECGuide99:2007,Internationalvocabularyofmetrology—Basicconceptsandassoc[9]ScottP.J.PatternAnalysisandMetrology:Theextractionofstablefeatureblemeasurements.Proc.R.Soc.Lond.A.2004,460pp.2845-2864[10]SerraJ.,&VincentL.AnOverviewofMorphProcess.1992,11(1)pp.[11]KweonI.S.,&.KanadeT.Extractingtopographictmaps.CVGIP:imageunderstanding,1994,59(2),pp.171-182[12]TakahashiS.etal.Algorithmsforextogicalgraphsfromdiscretegeographicalelevationdata.Comput.Gra[13]WolfG.W.AFortransubroutineforcartographicgenera[14]MaxwellJ.C.OnhillsandJ.Sci.,Series4.1870,40[15]BleauA.,&LeonL.J.Watershed-basedsegmentationandrVis.ImageUnderst.2000,77pp.31[16]BarreF.,&LopezJ.WatershedlinesandcatchmeInt.J.Mach.ToolsManuf.2000,40pp.1171-1184[17]ScottP.J.Foundationsoftopologicalch