دوره 22، شماره 4 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 22 شماره 4 1404 )                   جلد 22 شماره 4 صفحات 56-44 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Hosseini H, Mavaddati S. Application and Evaluation of Deep Learning Models for Defect Detection in Printed Circuit Boards. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2025; 22 (4) :44-56
URL: http://jiaeee.com/article-1-1765-fa.html
حسینی حامی، مودّتی سمیرا. بکارگیری و ارزیابی مدل‌های یادگیری عمیق به منظور تشخیص نقص‌ها در بردهای مدار چاپی. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1404; 22 (4) :44-56

URL: http://jiaeee.com/article-1-1765-fa.html


دانشکده مهندسی و فناوری- دانشگاه مازندران
چکیده:   (607 مشاهده)
نقص‌ها در بردهای مدار چاپی می‌توانند منجر به اختلالات جدی در عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی شوند و شناسایی دقیق و سریع آن‌ها برای تضمین کیفیت تولید، امری ضروری است. در این مقاله، کارایی شش مدل یادگیری عمیق شامل Inception-v3، VGG16، رزنت18، رزنت50، رزنت101 و یولوv5 در تشخیص خودکار نقص‌های بردهای مدار چاپی بررسی شده است. این نقص‌ها که می‌توانند باعث اختلالات جدی در عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی شوند، نیازمند شناسایی سریع و دقیق برای تضمین کیفیت تولید هستند. هر یک از مدل‌ها با استفاده از مجموعه داده‌ای متشکل از تصاویر نقص‌های مختلف بردهای مدار چاپی آموزش دیده و با معیارهای دقت، حساسیت، اختصاصیت و سرعت پردازش ارزیابی شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که مدل یولوv5 با دقت بالاتر و زمان پردازش کمتر، بهترین عملکرد را در تشخیص انواع نقص‌های سطحی و ساختاری ارائه می‌دهد. این پژوهش تأکید می‌کند که انتخاب معماری مناسب شبکه عصبی عمیق می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر بهبود دقت و کارایی فرآیند بازرسی بردهای مدار چاپی داشته باشد و جایگزینی مؤثر برای روش‌های سنتی باشد.
متن کامل [PDF 1211 kb]   (80 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشي | موضوع مقاله: الکترونیک
دریافت: 1403/7/10 | پذیرش: 1404/4/22 | انتشار: 1404/11/2

فهرست منابع
1. [1] G. Lakshmi, V. U. Sankar, and Y. S. Sankar, "A survey of PCB defect detection algorithms", J. Electron. Test., vol. 39, pp. 541-554, 2023, doi: 10.1007/s10836-023-06091-6. [DOI:10.1007/s10836-023-06091-6]
2. [2] Q. Ling and N. A. M. Isa, "Printed circuit board defect detection methods based on image processing, machine learning and deep learning: A survey", IEEE Access, vol. 11, pp. 15921-15944, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3245093. [DOI:10.1109/ACCESS.2023.3245093]
3. [3] X. Wu, Y. Ge, Q. Zhang, and D. Zhang, "PCB defect detection using deep learning methods", in IEEE 24th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design (CSCWD), 2021, pp. 873-876, doi: 10.1109/CSCWD49262.2021.9437846. [DOI:10.1109/CSCWD49262.2021.9437846]
4. [4] J. Zheng, X. Sun, H. Zhou, C. Tian, and H. Qiang, "Printed circuit boards defect detection method based on improved fully convolutional networks", IEEE Access, vol. 10, pp. 109908-109918, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3214306. [DOI:10.1109/ACCESS.2022.3214306]
5. [5] Y. D. Austria and A. C. Fajardo, "Defect detection in printed circuit boards using convolutional neural networks", in 2023 2nd International Conference on Edge Computing and Applications (ICECAA), 2023, pp. 1498-1504, doi: 10.1109/ICECAA58104.2023.10212195. [DOI:10.1109/ICECAA58104.2023.10212195]
6. [6] V. Mankad, N. Bhanvadia, M. I. Patel, and R. Gajjar, "PCB classification using convolutional neural network", in 2021 3rd International Conference on Advances in Computing, Communication Control and Networking (ICAC3N), 2021, pp. 986-990, doi: 10.1109/ICAC3N53548.2021.9725695. [DOI:10.1109/ICAC3N53548.2021.9725695]
7. [7] J. Yu, L. Zhao, Y. Wang, and Y. Ge, "Defect detection of printed circuit board based on adaptive key-points localization network", Comput. Ind. Eng., vol. 193, p. 110258, 2024. [DOI:10.1016/j.cie.2024.110258]
8. [8] G. J. Brindha, S. Athiban, J. Gurumoorthi, and P. Sanjaykrishna, "Printed circuit board defect detection using machine learning", J. Electron Int. Res. J. Educ. Technol., pp. 76-82, 2023, doi: 10.1234/abcd.efghi.
9. [9] A. Bhattacharya and S. G. Cloutier, "End-to-end deep learning framework for printed circuit board manufacturing defect classification", Sci. Rep., vol. 12, p. 12559, 2022, doi: 10.1038/s41598-022-16302-3. [DOI:10.1038/s41598-022-16302-3]
10. [10] V. A. Adibhatla, H. C. Chih, C. C. Hsu, J. Cheng, M. F. Abbod, and J. S. Shieh, "Defect detection in printed circuit boards using you-only-look-once convolutional neural networks", Electronics, vol. 9, no. 9, p. 1547, 2020, doi: 10.3390/electronics9091547. [DOI:10.3390/electronics9091547]
11. [11] J. Shen, N. Liu, and H. Sun, "Defect detection of printed circuit board based on lightweight deep convolution network", IET Image Process., vol. 14, pp. 3932-3940, 2020. [DOI:10.1049/iet-ipr.2020.0841]
12. [12] M. A. Alghassab, "Defect detection in printed circuit boards with pre-trained feature extraction methodology with convolution neural networks", Comput. Mater. Contin., vol. 70, no. 1, pp. 637-652, 2022, doi: 10.32604/cmc.2022.019527. [DOI:10.32604/cmc.2022.019527]
13. [13] Q. Yang and F. Yu, "Deep learning-based defect detection research on printed circuit boards", Int. J. Adv. Netw. Monit. Control., vol. 9, no. 2, pp. 51-58, 2024, doi: 10.2478/ijanmc-2024-0015. [DOI:10.2478/ijanmc-2024-0015]
14. [14] V. T. Nguyen and H. A. Bui, "A real-time defect detection in printed circuit boards applying deep learning", EUREKA: Phys. Eng., no. 2, pp. 143-153, 2022, doi: 10.21303/2461-4262.2022.002127. [DOI:10.21303/2461-4262.2022.002127]
15. [15] Kaggle, "PCB defects dataset", [Online]. Available: https://www.kaggle.com/datasets/akhatova/pcb-defects.
16. [16] C. Wang, G. Huang, Z. Huang, and W. He, "Conditional TransGAN-based data augmentation for PCB electronic component inspection", Comput. Intell. Neurosci., vol. 2023, p. 2024237, Jan. 2023, doi: 10.1155/2023/2024237. [DOI:10.1155/2023/2024237]
17. [17] H. Kang and Y. Yang, "An enhanced detection method of PCB defect based on D-DenseNet (PCBDD-DDNet)", Electronics, vol. 12, p. 4737, 2023, doi: 10.3390/electronics12234737. [DOI:10.3390/electronics12234737]
18. [18] X. Yu and Y. He, "PCB defect detection based on GAN data generation with self-attentive mechanism", in 2022 2nd International Conference on Frontiers of Electronics, Information and Computation Technologies (ICFEICT), Wuhan, China, 2022, pp. 55-60, doi: 10.1109/ICFEICT57213.2022.00018. [DOI:10.1109/ICFEICT57213.2022.00018]
19. [19] B. Ghosh, M. K. Bhuyan, P. Sasmal, Y. Iwahori, and P. Gadde, "Defect classification of printed circuit boards based on transfer learning", in Proc. 2018 IEEE Applied Signal Process. Conf. (ASPCON), Kolkata, India, 2018, pp. 245-248, doi: 10.1109/ASPCON.2018.8748670. [DOI:10.1109/ASPCON.2018.8748670]
20. [20] X. Chen, Y. Wu, X. He, and W. Ming, "A comprehensive review of deep learning-based PCB defect detection", IEEE Access, vol. 11, pp. 139017-139038, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3339561. [DOI:10.1109/ACCESS.2023.3339561]
21. [21] A. Legon, M. Deo, S. Albin, and M. Audette, "Detection and classification of PCB defects using deep learning methods", in Proc. 2022 IEEE 31st Microelectron. Design Test Symp. (MDTS), Albany, NY, USA, 2022, pp. 1-6, doi: 10.1109/MDTS54894.2022.9826925. [DOI:10.1109/MDTS54894.2022.9826925]
22. [22] T. T. A. Pham, D. K. T. Thoi, H. Choi, and S. Park, "Defect detection in printed circuit boards using semi-supervised learning", Sensors, vol. 23, no. 6, p. 3246, Mar. 2023, doi: 10.3390/s23063246. [DOI:10.3390/s23063246]
23. [23] S. Szabó, I. J. Holb, V. É. Abriha-Molnár, G. Szatmári, S. K. Singh, and D. Abriha, "Classification Assessment Tool: A program to measure the uncertainty of classification models in terms of class-level metrics", Applied Soft Computing, vol. 155, p. 111468, 2024, doi: 10.1016/j.asoc.2024.111468. [DOI:10.1016/j.asoc.2024.111468]
24. [24] M. Krzywicka and A. Wosiak, "Sensitivity of Standard Evaluation Metrics for Disease Classification and Progression Assessment Based on Whole-Body Imaging", Procedia Computer Science, vol. 225, pp. 4314-4323, 2023, doi: 10.1016/j.procs.2023.10.428. [DOI:10.1016/j.procs.2023.10.428]
25. [25] Z. Dorrani, H. Farsi, and S. Mohamadzadeh, "Deep learning in vehicle detection using ResUNet-a architecture", Jordan Journal of Electrical Engineering, vol. 8, no. 2, pp. 165-178, 2022. [DOI:10.5455/jjee.204-1638861465]
26. [26] Z. Dorrani, H. Farsi, and S. Mohamadzadeh, "Shadow removal in vehicle detection using ResUNet-a", Iranian Journal of Energy and Environment, vol. 14, no. 1, pp. 87-95, 2023. [DOI:10.5829/IJEE.2023.14.01.11]
27. [27] N. Aghayan Mashhady and A. Amirkhani, "Improving the Accuracy of Road Damage Detectors Using Traditional Augmentations and Object Bounding Box Augmentation", Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, vol. 21, no. 3, pp. 139-154, 2024. [DOI:10.61186/jiaeee.21.3.139]
28. [28] N. Aghaei, G. Akbarizadeh, and A. Kosarian, "Using ShuffleNet to design a deep semantic segmentation model for oil spill detection in synthetic aperture radar images", Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, vol. 19, no. 3, pp. 131-144, 2022. [DOI:10.52547/jiaeee.19.3.131]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers

Designed & Developed by : Yektaweb