fullseye

robust_gaussian_profile — ROUGHNESS `prepare` op

データ種: signal → signal
呼び出し: 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) (実装を直接呼ぶなら 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)、台帳から引くなら opsroughness.get("robust_gaussian_profile"))
台帳経由の戻り値: fullseye.ledger.robust_gaussian_profile(...) は宣言 out 型 signal の値だけを返す(本体は補助情報も返す)。捨てられた側が要るときは fullseye.ledger.robust_gaussian_profile.raw(...)、または roughness.robust_gaussian_profile を直接呼ぶ。
- 本体の返り: (roughness, mean_line, info)

使い方

ロバスト・ガウシアン回帰フィルタ(断面): 外れ値・傷に引きずられない平均線と粗さ。

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)。

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)

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

型が繋がる次の op(`signal` を入力に取れる)

robust_spline_profile · profile_params

同カテゴリ(`prepare`)

surface_form_remove · surface_filter · robust_spline_profile · robust_gaussian_surface

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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