fullseye

profile_params — ROUGHNESS `measure` op

データ種: signal → table
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.profile_params(p, dx=1.0, n_sampling=5) (実装を直接呼ぶなら import roughness; roughness.profile_params(p, dx=1.0, n_sampling=5)、台帳から引くなら opsroughness.get("profile_params"))

使い方

断面の粗さパラメータ Ra/Rq/Rz/Rt/Rp/Rv/Rsk/Rku(ISO 4287)。

引数 p 帯域処理済みの断面(1 次元)。 dx 標本間隔。パラメータ自体には効かないが sampling_length の報告に要る(単位を持たせないと Rz の条件が書けない)。 n_sampling 基準長さの分割数。ISO 4287 の既定は 5。

★ Rz と Rt を両方返す —— 定義差をここで消す ISO 4287 の Rz は「評価長さを n_sampling 等分し、各区間の最大山高さ + 最大谷深さを平均したもの」。一方 Rt は評価長さ全体の最大高低差。同じ断面でも値が違い、しかも文献や装置によって「Rz」がどちらを指すか揺れる。両方返せば取り違えようがない。

実測(512 点、λc=80 µm で切った断面。深い傷を 1 本含む行を選んだ):

  Rz(5 区間の平均)    1.5076
  Rz_max(区間の最大)  5.4706
  Rt(評価長さ全体)    5.4706
  Rt / Rz               3.63

傷が 1 区間にしか無いので、5 区間の平均が傷の寄与を 1/5 に薄める。 同じ断面で 3.6 倍違う数字が、どちらも「Rz」と呼ばれている。 同じ行から傷だけ抜くと Rt/Rz = 1.21 まで下がる —— 差が開くのは孤立した特徴があるときだけなので、「うちの装置では一致するから同じ」は反例に当たっていないだけ。

★ 落とし穴 —— 断面 1 本の Rz は面の Sz を代表しない加工目が行方向に走る面(512x512、深い傷 4 本、λc=80 µm)で、断面を 171 本ずつ取った実測:

* 目に**直交**する列方向の Rq は、平行な行方向の **2.67 倍**
  (0.1853 対 0.0694)。同じ表面・同じ装置で、向きが違うだけ。
* 行方向の Rt は最小 0.2765 / 最大 5.4706 で **19.8 倍**ばらつく。
* 面の Sz(5.9694)の 8 割に届く断面は **171 本中 6 本**(3.5 %)。

Rq は数本で足りるが Rz は足りない —— 同じ 1 次元断面でも、パラメータごとに必要な本数が違う。 Rz を報告するなら本数と向きを必ず添えること。

定義の細部(規格からの逸脱をここに明示する)

基準線は評価長さ全体の平均線(最小二乗直線ではない)。傾きは surface_form_remove か surface_filter で先に除いておくこと。
Rp / Rv / Rsk / Rku は評価長さ全体で計算する(区間平均ではない)。
評価長さが n_sampling で割り切れないときは余りを捨てる。捨てた点数は dropped_samples で返す。

fail-closed

1 次元でない / 8 点未満 / NaN・Inf を含む。
n_sampling が 1 未満、または区間あたり 4 点未満になる。
断面が完全に平坦(Rq=0)。

詳しい使い方ガイド

surface_roughness ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

poc_surface_roughness — py -3.11 examples/poc_surface_roughness.py

型が繋がる次の op(`table` を入力に取れる)

—

同カテゴリ(`measure`)

surface_params · surface_psd

Provenance: roughness.py — ROUGHNESS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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