ISO 25178 表面粗糙度的评估流程与滤波器处理

ISO 25178是规定表面性状（表面粗糙度）参数体系的国际标准。基于该标准计算各项参数，需依次经过表面滤波、评估区域指定与基准表面提取等步骤。以下梳理其评估流程、滤波器类型与截断波长的设定方法。

一、评估流程

ISO25178 表面性状的各项参数，按以下步骤计算：

1. 对原始表面进行表面滤波器（S-滤波器）处理，获得基础表面；
2. 依据评估内容，进一步进行表面滤波器（F-操作或L-滤波器）处理，获得测量表面；
3. 在测量表面上指定评估区域；
4. 获取测量表面对应的基准表面，计算各项参数。

在上述流程中，第一步所依赖的原始表面三维高度数据，需要有具备面扫描能力的测量设备来获取。优可测白光干涉仪AM系列可非接触式获取被测表面的三维形貌数据，为ISO25178 各项参数（如 Sa、Sz、Sq）的计算提供数据基础，适用于半导体、精密光学、3C 消费电子等对表面质量要求较高的检测场景。

二、滤波器处理

ISO 目前仍在探讨滤波器处理的相关标准。以下为作为S-滤波器、L-滤波器处理方法而被探讨的两类滤波器。

（一）高斯滤波器

高斯滤波器是利用高斯函数去除干扰的平滑滤波器之一。在表面粗糙度测量中，采用的是依据 JIS B 0632:2001（ISO 11562:1996）及 ISO 16610-21:2011 规定进行表面扩展的高斯滤波器。

（二）样条滤波器

样条滤波器利用样条函数，对相邻有效点之间的各区间进行插补，以求得平滑曲线，同属平滑滤波器。在表面粗糙度测量中，采用的是依据 ISO/TS 16610-22:2006 规定进行表面扩展的样条滤波器。

三、S-滤波器与L-滤波器

（一）S-滤波器（短波长滤波器）

作用：剔除超微小的横向短波长噪声/微小杂点

滤掉：像素噪点、相机杂讯、针尖微毛刺、远小于物镜分辨率的伪细节

保留：样品真实的微观粗糙纹理

嵌套指数：Nis（S-filter 的截断波长，单位 μm）

通俗比喻：照片降噪，去掉椒盐噪点，保留真实纹理。

（二）L- 滤波器（长波长滤波器）

作用：剔除大面积缓慢起伏（波纹度 waviness）

滤掉：工件缓慢的大波纹、长距离起伏

保留：我们最终要算 Sa/Sq 粗糙度的微观粗糙面

嵌套指数：Nic（L-filter 截止波长）

通俗比喻：把板材的缓慢波浪起伏去掉，只看表面细小坑包。

L-滤波器的截断波长，因镜头倍率或触针顶端直径等因素难以一并确定，需根据实际应用进行设定。