研究目的
提出一种利用置信距离矩阵(CDM)识别共聚焦显微镜表面测量数据中异常值的新方法,以填补该应用领域的研究空白。
研究成果
所提出的CDM方法能有效识别并去除共聚焦显微镜表面测量数据中的异常值,经合成数据和实验数据验证,该方法显著提高参数精度、减小与认证值的差异,在表面计量学质量控制中具有可靠性。未来工作可优化阈值确定方法并扩展至其他测量技术。
研究不足
该方法假设异常值是随机的且占比较??;阈值选择至关重要,可能需要迭代调整;检测窗口大小必须确保正常数据点数量多于异常值;适用性可能仅限于特定表面类型和测量条件。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用源自统计学的置信距离矩阵(CDM)方法进行异常值检测,包含两部分:一部分通过蒙特卡洛法(MCM)评估随机异常值的不确定性,另一部分利用检测窗口识别特定表面中的异常值。
2:样本选择与数据来源:
使用美国国家标准与技术研究院(NIST)的合成数据SG_3-3及作者算法生成的人造随机表面进行验证,实验数据包括C1型间距标准件及共聚焦显微镜测量的铁表面。
3:实验设备与材料清单:
配备50倍物镜(数值孔径0.90)的徕卡DCM-3D共聚焦显微镜、C1型间距标准件、钢板试样,以及20±1°C的恒温环境。
4:90)的徕卡DCM-3D共聚焦显微镜、C1型间距标准件、钢板试样,以及20±1°C的恒温环境。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:MCM部分通过n次重复表面测量计算均值与标准差,基于阈值应用CDM识别异常值;针对特定表面则采用检测窗口处理数据点,算法通过Matlab实现。
5:数据分析方法:
统计分析包括高度参数(如Sa、Sq)、表面斜率、曲率、直方图、QQ图的测算,以及通过与认证值对比的百分比差异进行比较。
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