随着制造业向微制造技术和纳米技术的方向发展,零件表面形貌的重要性日显突出,高斯滤波法凭借其构造简单和零相移特性,被国内外计量人员和学者所接受,但随着深一步研究,发现其同样存在着很多问题,例如边界畸变,异常点畸变和计算效率有待提高的问题。本文将就边界畸变和计算效率的问题对高斯滤波法进行改进。本文首先介绍了国内外在表面计量学中主要的测量方法和测量仪器及其各自存在的优势和劣势；总结了最近十年之内常用的表面表征方法以及其各自适用的范围,重点分析了高斯滤波基本滤波特性及其快速算法——FFT(快速傅里叶变换)和IIR(无限冲击响应滤波器)级联逼近法。其中FFT算法基准表征速度较快,但会带来边界畸变的问题,故本文以IIR级联拟合高斯滤波器为研究对象,提出了基于广义B样条滤波器逼近高斯滤波器和传统级联逼近算法的并联式改进。其中广义B样条滤波器借助PSO(粒子群算法)优化参数t1和t2,实现拟合高斯滤波器的最佳效果,为了统一滤波器的取样间隔和截止波长,本文通过讨论在不同截止角频率的情况下,最优化的广义B样条滤波器与高斯滤波器的逼近程度。传输特性表明当截止角频率为1时,两者之间的偏差小于1%,从而实现了在没有任何级联运算的情况下与高斯滤波器的高精度逼近。实例分析表明,广义B样条滤波方法的耗时仅仅为高斯滤波方法的1/40。其次本文从理论上论证了B样条滤波级联逼近高斯滤波的可行性并改进了传统级联滤波算法,改进对象分别为B样条滤波器和巴特沃斯滤波器。通过将级联中每阶层的传递函数的串联形式修正为并联形式,节省了计算机的等待时间,提高了算法在计算机运算中的效率,理论上改进算法的速度是级联方法的提高了近一倍。仿真验证了其方法的可行性,且其耗时远小于传统高斯滤波算法,比FFT更加快速。最后借助二维高斯函数的可分性将本文所提出的方法拓展到三维基准表征中,通过仿真与实例得出,改进算法在直观的三维基准面对比中与级联方法一样,不存在边界畸变；在粗糙度参数分析来看,与级联方法所得极为接近,与高斯滤波所得相差也不大,不会影响评定精度；在耗时对比中看出本文改进方法的耗时仅仅为级联方法的1/2左右,远远小于高斯滤波算法。