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研究生：	古佳儫 Koo, Jia-Hao
論文名稱：	基於熱點圖標記法則發展元件佈局檢測系統應用於PCB之研究 A component layout inspection system based on the heat map marking rule applied to Printed Circuit Boards
指導教授：	黃文吉 Hwang, Wen-Jyi
口試委員：	董一志 Tung, Yi-Chih 尤信程 You, Shin-Cheng 黃文吉 Hwang, Wen-Jyi
口試日期：	2022/07/25
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	資訊工程學系 Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年：	2022
畢業學年度：	110
語文別：	中文
論文頁數：	47
中文關鍵詞：	元件檢測、物件偵測、熱點圖、深度學習、邊緣運算裝置
英文關鍵詞：	CenterNet
研究方法:	實驗設計法
DOI URL：	http://doi.org/10.6345/NTNU202201353
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：58 下載：8
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Printed Circuit Board(PCB)是電子元件的支撐體，上面存在許多元件，且每個元件都非常重要，因此工廠在生產PCB的過程中，品質管理也是一大考驗。元件佈局檢測是自動光學檢測(Automated Optical Inspection)中重要的檢測項目之一，透過元件佈局檢測能夠快速掌握整個PCB所有目標元件的座標位置，從這些座標中可以統計出目標元件數量以及位置是否正確，對於PCB的品質管理有極大的幫助。
本論文以CenterNet神經網路架構為基礎，開發一套元件佈局檢測系統，在 PCB的元件佈局檢測中，提出熱點圖(Heatmap)標記法則，使得各類元件在佈局檢測上都能有不錯的準確度，在多種類元件佈局檢測中，提出獨立特徵擷取層(Frontend)的架構，使模型具備彈性，不需要重新訓練，並且根據熱點圖標記法則，對於相同類型的熱點可以將特徵擷取層共享，來減少模型參數。
本論文使用的神經網路架構，簡化了CenterNet原本的模型，並對訓練好的模型進行優化，使其能在邊緣裝置上實現即時檢測，並維持不錯的準確度，使其能夠更方便應用於工廠的檢測。

摘要	I
目錄	II
表目錄	IV
圖目錄	V
第一章 研究背景	1
1-1 緒論	1
1-2 文獻探討	3
1-2-1 YOLO物件偵測	3
1-2-2 CornerNet物件偵測	4
1-2-3 CenterNet物件偵測	5
1-3 研究目的與貢獻	6
1-3-1 研究困難	6
1-3-2 研究目的	7
1-3-3 研究貢獻	8
第二章 理論基礎	9
2-1 Object detection	9
2-2 Anchor-base與Anchor-free	11
2-3 CenterNet	13
2-4 Transfer Learning	16
第三章 研究方法	17
3-1 單一元件佈局檢測	17
3-2 CenterNet模型架構	18
3-3 Ground Truth Generation	20
3-4 Heatmap Ground Truth 產生法則	22
3-4-1 有邊界限制的熱點圖產生方式	22
3-4-2 無邊界限制的熱點圖產生方式	23
3-5 後處理	23
3-5-1 Heatmap抓取中心點	24
3-5-2 bounding box	25
3-6 多種元件佈局檢測	26
3-7 Frontend Transfer Learning	29
第四章 實驗數據與效能分析	30
4-1 實驗環境	30
4-2 實驗樣品與檢測元件	31
4-3 資料集產生	32
4-4 模型評估方法	35
4-5 模型預測結果評估	37
4-5-1 獨立Frontend模型	38
4-5-2 部分共享Frontend模型	40
4-6 邊緣運算裝置元件佈局檢測	42
第五章 結論	45
參考文獻	46
                                

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