I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9 ,   p p .   2 9 7 ~ 3 0 6   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 1 . p p 2 9 7 - 3 0 6             2 9 7       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   A u t o m a t e d   P C B   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   d e f e c t - d e t e c t i o n   s y s t e m   ( A P I D S )       S h a m s   U r   R e h m a n ,   K a   F e i   T h a n g ,   N a i   S h y a n   L a i     S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o m p u t i n g ,   E n g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,   A s i a   P a c i f i c   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y   &   I n n o v a t i o n ,   M a l a y s i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   A p r   1 2 ,   2 0 1 8   R e v i s e d   J u n   2 5 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   S e p   1 0 ,   2 0 1 8       E v e r   g r o w i n g   P C B   i n d u s t r y   r e q u i r e s   a u t o m a t i o n   d u r i n g   m a n u f a c t u r i n g   p r o c e s s   t o   p r o d u c e   d e f e c t   f r e e   p r o d u c t s .   M a c h i n e   V i s i o n   i s   w i d e l y   u s e d   a s   p o p u l a r   m e a n s   o f   i n s p e c t i o n   t o   f i n d   d e f e c t s   i n   P C B s .   H o w e v e r ,   i t   i s   s t i l l   l a r g e l y   d e p e n d e n t   o n   u s e r   i n p u t   t o   s e l e c t   a l g o r i t h m   s e t   f o r   t h e   P C B   u n d e r   i n s p e c t i o n   p r i o r   t o   t h e   b e g i n n i n g   o f   t h e   p r o c e s s .   C o n t i n u o u s   i n c r e a s e   i n   c o m p u t a t i o n   p o w e r   o f   c o m p u t e r s   a n d   i m a g e   q u a l i t y   o f   i m a g e   a c q u i s i t i o n   d e v i c e s   d e m a n d s   n e w   m e t h o d s   f o r   f u r t h e r   a u t o m a t i o n .   T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a   n e w   m e t h o d   t o   a c h i e v e   f u r t h e r   a u t o m a t i o n   b y   i d e n t i f y i n g   t h e   t y p e   o f   P C B   u n d e r   i n s p e c t i o n   p r i o r   t o   b e g i n   d e f e c t   i n s p e c t i o n   p r o c e s s .   I d e n t i f i c a t i o n   o f   P C B   i s   a c h i e v e d   b y   u s i n g   l o c a l   f e a t u r e   d e t e c t o r s   S U R F   a n d   O R B   a n d   u s i n g   t h e   o r i e n t a t i o n   d a t a   a c q u i r e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   P C B   i m a g e   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   f o r   i n s p e c t i o n   o f   d e f e c t s .   A   c l o s e - l o o p   s y s t e m   i s   p r o d u c e d   a s   a   p r o t o t y p e   t o   r e f l e c t   t h e   p r a c t i c a l i t y   o f   t h e   i d e a .   A   G r a p h i c a l   U s e r   I n t e r f a c e   w a s   d e v e l o p e d   u s i n g   M A T L A B   t o   p r e s e n t   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m .   T e s t   d a t a   c o n t a i n e d   2 9   P C B s .   E a c h   P C B   w a s   t e s t e d   5   t i m e s   f o r   c a m e r a   a c q u i r e d   i m a g e s   a n d   3   t i m e s   f o r   d a t a b a s e   i m a g e s .   T h e   i d e n t i f i c a t i o n   a c c u r a c y   i s   9 8 . 6 6 %   f o r   d a t a b a s e   i m a g e s   a n d   1 0 0 %   f o r   i m a g e s   a c q u i r e d   f r o m   t h e   c a m e r a .   T h e   t i m e   t a k e n   t o   d e t e c t   t h e   m o d e l   o f   P C B   i s   r e c o r d e d   a n d   i s   s i g n i f i c a n t l y   l o w e r   f o r   O R B   b a s e d   i d e n t i f i c a t i o n   t h a n   S U R F   b a s e d .   T h e   s y s t e m   i s   a l s o   a   c l o s e   l o o p   s y s t e m   w h i c h   d e t e c t s   d e f e c t s   i n   P C B   u n i t s .   T h e   d e t e c t i o n   o f   d e f e c t s   h a s   h i g h e s t   a c c u r a c y   o f   9 2 . 3 %   f o r   b e s t   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t   s c e n a r i o .   W i t h   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t ,   t h e   s y s t e m   c o u l d   d e t e c t   d e f e c t s   i n   P C B   p e r t a i n i n g   t o   s m a l l e s t   o f   c o m p o n e n t s   s u c h   a s   S M D s .   K e y w o r d s :   M a c h i n e   v i s i o n   O R B   P C B   d e f e c t s   P C B   i d e n t i f i c a t i o n   S U R F   C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   K a   F e i   T h a n g ,     S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o m p u t i n g ,   E n g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,     A s i a   P a c i f i c   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y   &   I n n o v a t i o n ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   d r . k a . f e i @ a p u . e d u . m y       1 .   I N T R O D U C T I O N     T h e   P C B   i n d u s t r y   i s   e v e r - g r o w i n g   a n d   a c c o r d i n g   t o   [ 1 ] ,   t h e   n e e d   i s   f o r   r e l i a b l e   a n d   a c c u r a t e   v i s i o n   s y s t e m   b e c a u s e   P C B s   m a n u f a c t u r e d   t o d a y   h a s   m u c h   m o r e   c o m p o n e n t   d e n s i t y   t h a n   e a r l i e r   a n d   i t   c o n t i n u e s   t o   g r o w .   S t u d y   b y   [ 2 ]   s h o w s   t h a t   P C B   i n d u s t r y   i s   e x p e c t e d   t o   r e a c h   U S $   9 3 . 9   b i l l i o n   i n   2 0 1 7 .   M a n u f a c t u r e r s   w a n t   t h e i r   p r o d u c t s   d e f e c t   f r e e   t o   s a t i s f y   t h e i r   c u s t o m e r   n e e d s   a n d   r e m a i n   u p   p a r   w i t h   t h e   c o m p e t i t o r s .   O n c e   a   p r o d u c t   i s   m a n u f a c t u r e d   i n   a   p l a n t ,   i t   h a s   t o   g o   t h r o u g h   a   q u a l i t y   a s s u r a n c e   p r o c e s s   t o   e n s u r e   t h a t   t h e   p r o d u c t   t h a t   i s   b e i n g   s o l d   t o   t h e   c u s t o m e r   d o e s   n o t   h a v e   a n y   d e f e c t s .   I n   t h i s   p r o c e s s   t h e   p r o d u c t   u n d e r   i n s p e c t i o n   i s   t e s t e d   f o r   d e f e c t s   a n d   f l a w s .   M o s t   m a n u f a c t u r e r s   p r e f e r   m e a n s   o f   n o n - d e s t r u c t i v e   i n s p e c t i o n   s y s t e m   s u c h   a s   C o m p u t e r   V i s i o n   f o r   t h e i r   p r o d u c t s   q u a l i t y   a s s u r a n c e .   C o m p u t e r   V i s i o n   a l s o   k n o w n   a s   M a c h i n e   V i s i o n   i n   i n d u s t r i a l   a p p l i c a t i o n s   i s   t h e   p r o c e s s   o f   e x t r a c t i n g   d i g i t a l   i n f o r m a t i o n   f r o m   a n   i m a g e   o f   a   s c e n e   a n d   t h e n   u t i l i z i n g   t h a t   i n f o r m a t i o n   t o   a c h i e v e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 9 7   -   3 0 6   2 9 8 d i f f e r e n t   t a s k s   [ 3 ] .   C o m p u t e r   v i s i o n   h a s   v a s t   a p p l i c a t i o n s   i n   t h e   q u a l i t y   a s s u r a n c e   f i e l d .   A   s u r v e y   c o n d u c t e d   i n   [ 4 ]   d e s c r i b e s   t h e   i m p o r t a n c e   o f   c o m p u t e r   v i s i o n   i n   q u a l i t y   a s s u r a n c e   i n   d i f f e r e n t   i n d u s t r i e s   s u c h   a s   c o m p o n e n t   m a n u f a c t u r i n g ,   i n t e g r a t e d   c i r c u i t s ,   p r i n t i n g ,   g l a s s   m a n u f a c t u r i n g   e t c .   T o   u t i l i z e   c o m p u t e r   v i s i o n   e f f e c t i v e l y   i n   q u a l i t y   a s s u r a n c e   s y s t e m ,   i t   s h o u l d   h a v e   t h e   f o l l o w i n g   s t e p s   [ 4 ] :     a .   I m a g e   A c q u i s i t i o n   b .   I m a g e   P r o c e s s i n g   c .   F e a t u r e   E x t r a c t i o n   d .   D e c i s i o n   M a k i n g   E x i s t i n g   i n s p e c t i o n   s y s t e m s   t o   d e t e c t   d e f e c t s   i n   t h e   P C B s   a r e   n o t   f u l l y   a u t o m a t e d   a n d   r e q u i r e   h u m a n   i n p u t   i n   d i f f e r e n t i a t i n g   t h e   t y p e   a n d   m o d e l   o f   t h e   P C B   u n d e r   i n s p e c t i o n   t o   s c a n   f o r   d e f e c t s .   W h e n   m a n u f a c t u r e d   p r o d u c t s   a r e   u n d e r g o n e   t h r o u g h   a   c o m p u t e r   v i s i o n   a s s i s t e d   q u a l i t y   a s s u r a n c e   p r o c e s s ,   t h e   a l g o r i t h m   s e t   i s   m a n u a l l y   s e l e c t e d   a n d   c o n t r o l l e d   b y   t h e   o p e r a t o r   o f   t h e   m a c h i n e .   W h i l e   t h e   a c c u r a c y   o f   t h e   e x i s t i n g   s y s t e m s   i s   a c c e p t a b l e ,   i t   s t i l l   r e l i e s   o n   h u m a n   i n p u t   f o r   a l g o r i t h m   s e l e c t i o n .   I n c o r p o r a t i n g   P C B   i d e n t i f i c a t i o n   p r i o r   t o   i n s p e c t i o n   i n   q u a l i t y   a s s u r a n c e   i s   r e q u i r e d   t o   r e d u c e   h u m a n   i n p u t   a n d   f u l l y   a u t o m a t e   t h e   i n s p e c t i o n   p r o c e s s .   T h i s   p a p e r   s u g g e s t s   a   m e t h o d   t o   t r a i n   a n   A u t o m a t e d   O p t i c a l   I n s p e c t i o n   ( A O I )   b o t   t o   r e c o g n i z e   t h e   P C B s   f r o m   t h e   e x i s t i n g   d a t a b a s e   o f   t h e   m a n u f a c t u r e r .   T h i s   w o u l d   a l l o w   t h e   b o t   t o   i n s p e c t   d i f f e r e n t   p r o d u c t s   u n d e r   a   s i n g l e   i n s p e c t i o n   c y c l e   w i t h o u t   m a n u a l l y   s e t t i n g   u p   p r e - p r o g r a m m e d   a l g o r i t h m   f o r   e a c h   p r o d u c t   ( M a n u a l   i d e n t i f i c a t i o n ) .   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d   c o u l d   a l l o w   a   m a n u f a c t u r e r   s u c c e s s f u l l y   i m p l e m e n t   o r   i m p r o v e   t h e i r   J u s t   i n   T i m e   ( J I T )   m a n u f a c t u r i n g   [ 5 ]   a n d   a l l o w   f o r   f u l l y   a u t o m a t e d   i n s p e c t i o n   p r o c e s s   w i t h   m i n i m a l   r e q u i r e m e n t   o f   h u m a n   i n p u t   i n   t h e   p r o c e s s .     1 . 1 .     R e l a t e d   W o r k   T h e r e   i s   p l e n t y   o f   r e s e a r c h   w o r k   f o c u s e d   o n   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   i n   P C B   i n d u s t r y .   T h e   i d e a   o f   u s i n g   l o c a l   f e a t u r e s   f o r   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a n d   d e s c r i b i n g   t h e   a l g o r i t h m   a s   S c a l e   I n v a r i e n t   F e a t u r e   T r a n s f o r m   ( S I F T )   d u e   t o   t h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   a l g o r i t h m   t o   c h a n g e s   i n   s c a l e   o f   t h e   i m a g e s   o r   d i f f e r e n t   a f f i n e   t r a n s f o r m a t i o n s   w a s   p r o p o s e d   b y   L o w e   [ 6 ] .   S z y m a n s k i   &   S t e m m e r   [ 2 ]   p r o p o s e d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   t h e   d e f e c t s   o f   P C B   b o a r d s   i n   s m a l l   s e r i e s   p r o d u c t i o n   u s i n g   S I F T   f e a t u r e s .   R e c e n t   a d v a n c e m e n t   i n   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   i s   t h e   a l g o r i t h m   c a l l e d   F A s T - M a t c h   w h i c h   w o r k s   o n   m i n i m i z i n g   t h e   S u m   o f   A b s o l u t e   D i f f e r e n c e s   ( S A D )   e r r o r   [ 7 ] .   O p e r a t i o n s   s u c h   a s   s c a l i n g ,   t r a n s l a t i o n ,   r o t a t i o n   e t c .   c a n   i n t e r f e r e   w i t h   t h e   r e c o g n i t i o n   r e s u l t   o f   o t h e r   a l g o r i t h m s   d u e   t o   e x p l o s i o n .   T h i s   d e v e l o p e d   a l g o r i t h m   d e a l s   w i t h   t h e   i s s u e   b y   d i s c r e t i z i n g   t h e   s p a c e   o f   a f f i n e   t r a n s f o r m a t i o n s .   T h i s   w o r k   a c h i e v e d   a c c u r a t e   d e t e c t i o n   r e s u l t   o n   d i f f e r e n t   i m a g e s   o f   v a r y i n g   s i z e s   a n d   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t   o n   R e a l W o r l d   s c e n a r i o s .   S I F T   p a t t e r n   m a t c h i n g   i n v o l v e s   c a l c u l a t i o n   o f   l o g   o f   G a u s s i a n   w h i c h   i s   t i m e   c o n s u m i n g .   S p e e d e d - U p   R o b u s t   F e a t u r e s   ( S U R F )   i s   a n   u p g r a d e d   v e r s i o n   o f   S I F T   [ 8 ] .   S U R F   d i f f e r s   f r o m   S I F T   i n   r e g a r d   a s   i t   t a k e s   a p p r o x i m a t i o n   o f   l o g   o f   G a u s s i a n   u s i n g   B o x   F i l t e r   w h i c h   s p e e d s   u p   t h e   r e c o g n i t i o n   p r o c e s s .   R e l a t e d   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   s t u d y   i n   d i f f e r e n t i a t e   a n d   m a t c h i n g   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   l e a v e s   f r o m   a   d a t a b a s e   t o   f i n d   t h e   t y p e   o f   t h e   p l a n t   w a s   p r o p o s e d   a n d   c o m p a r a t i v e   s t u d y   w a s   p e r f o r m e d   o n   H i s t o g r a m   o f   O r i e n t e d   G r a d i e n t s   ( H O G ) ,   L o c a l   B i n a r y   P a t t e r n   ( L B P )   a n d   S U R F   [ 9 ] .   S U R F   i s   t e r m e d   a s   o p t i m a l   i n t e r e s t   p o i n t   d e t e c t o r   w h e n   d e t e c t i n g   o b j e c t s   b a s e d   o n   i n t e r e s t   p o i n t s   [ 1 0 ] .   C u r r e n t   a d v e n t   o f   A I   p r o v i d e s   h u m a n - l i k e   a b i l i t y   o f   d e c i s i o n   m a k i n g   t o   m a c h i n e s .   C o m b i n e d   w i t h   v i s i o n   c a p a b i l i t y ,   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   f o r   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   b e a r s   g r e a t   r e s u l t s .   S t u d i e s   u t i l i z i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   u s i n g   N e u r a l   N e t w o r k s   ( N N )   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ]   a r e   i n   f a v o r   o f   c l a s s i f y i n g   o b j e c t s   u s i n g   p a t t e r n s   i n   i m a g e s   o n   a   l a r g e   s c a l e .   R e c e n t   r e s e a r c h   b a s e d   o n   s i m i l a r   a r e a   o n   c l a s s i f i c a t i o n   o f   P C B   f o r   r e c y c l i n g   a n d   r e t i r e m e n t   p u r p o s e s   [ 1 3 ]   a l s o   u n d e r t a k e   s i m i l a r   m e t h o d o l o g i e s   a s   p r o p o s e d   i n   t h i s   p a p e r .   H o w e v e r ,   t h a t   w o r k   d o e s   n o t   u t i l i z e   f u r t h e r   d a t a   o b t a i n e d   f r o m   c l a s s i f i c a t i o n   t o   p r o c e e d   w i t h   d e f e c t   d e t e c t i o n   i n   P C B   u n i t s .   D e f e c t   d e t e c t i o n   t e c h n i q u e s   i n   m a c h i n e   v i s i o n   c u l m i n a t e   t o   b e   t h e   c r u x   o f   P C B   i n s p e c t i o n   i n   a n y   i n s p e c t i o n   e q u i p m e n t .   T h r o u g h o u t   t h e   y e a r s ,   v a r i o u s   r e s e a r c h   w o r k s   h a s   b e e n   u n d e r t a k e n   t o   a d v a n c e   t h e   a l g o r i t h m s   i n   t h i s   f i e l d .   I n f o r m a t i o n   o b t a i n e d   f r o m   R G B   c o l o r   s p e c t r u m   c a n   b e   u t i l i z e d   t o   f i n d   t h e   f l u x   d e f e c t   i n   I C   p i n s   [ 1 4 ] .   M o s t   t e c h n i q u e s   i n v o l v e s   c o m p a r i n g   i m a g e   u n d e r   i n s p e c t i o n   t o   a   r e f e r e n c e   i m a g e   t o   f i n d   t h e   v a r i a t i o n   a n d   d e s c r i b e   t h e   i r r e g u l a r i t i e s   a s   f a u l t s   i n   t h e   P C B   [ 1 5 ] .   B a c k g r o u n d   s u b t r a c t i o n   t e c h n i q u e s   u s e d   b y   S u n d a r a j   [ 1 6 ]   i n   t h e   c o l o r   s p e c t r u m   t o   f i n d   m i s s i n g   c o m p o n e n t s   o r   m i s a l i g n e d   c o m p o n e n t s   u s i n g   M i x t u r e   o f   G a u s s i a n   m e t h o d   h a s   p r o c u r e d   h i g h   a c c u r a c y .   M a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   h a v e   h e l p e d   t o   t o   d e t e c t   a n d   c l a s s i f y   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   s o l d e r   j o i n t s   b a s e d   o n   r e d u c t i o n   m e t h o d   w i t h   t h e   h e l p   o f   n e u r a l   n e t w o r k s   a n d   g e n e t i c   a l g o r i t h m   t r a i n e d   t o   c l a s s i f y   t h e   d e f e c t s   b a s e d   o n   t h e   i r r a d i a t e d   c o l o r   f r o m   t h e   s o l d e r   j o i n t s   [ 1 7 ] .       2 .   P R O P O S E D   S Y S T E M   T o   m i n i m i z e   t h e   h u m a n   i n p u t   t h a t   i s   p r o v i d e d   t o   i n s p e c t i o n   m a c h i n e s   p r i o r   t o   i n s p e c t i o n   p r o c e s s ,   t h e   m a c h i n e   m u s t   b e   a w a r e   o f   t h e   t y p e   o f   t h e   c i r c u i t   b o a r d   t h a t   i s   u n d e r   i n s p e c t i o n   s o   t h a t   i t   c a n   l o a d   r e l e v a n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A u t o m a t e d   P C B   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   D e f e c t - D e t e c t i o n   S y s t e m   ( A P I D S )   ( S h a m s   U r   R e h m a n )   2 9 9 a l g o r i t h m s   f o r   d e f e c t   d e t e c t i o n .   T h e   p r o p o s e d   s y s t e m   i n   t h i s   p a p e r   p r o v i d e s   a   s o l u t i o n   f o r   i n s p e c t i o n   s y s t e m   t o   q u i c k l y   d e t e c t   a n d   c l a s s i f y   t h e   t y p e   o f   b o a r d   u n d e r   i n s p e c t i o n   w i t h   r o b u s t n e s s   t o   d i f f e r e n t   p h y s i c a l   p r o p e r t i e s   o f   t h e   b o a r d s   s o   t h a t   d e f e c t   d e t e c t i o n   c a n   p r o c e e d   f o r   d i f f e r e n t   P C B s   i n   t h e   s a m e   i n s p e c t i o n   c y c l e   w i t h o u t   h u m a n   i n p u t .   A s   s e e n   i n   F i g u r e   1 ,   t h e   s y s t e m   s t a r t s   w i t h   a c q u i r i n g   i m a g e   d a t a ,   e i t h e r   f r o m   d a t a b a s e   f i l e s   t h a t   a r e   a v a i l a b l e   o r   f r o m   I m a g e   A c q u i s i t i o n   D e v i c e   ( I A D ) .   O n c e   i m a g e   i s   o b t a i n e d ,   i t   i s   p r e - p r o c e s s e d   a n d   S U R F   a n d   O R B   f e a t u r e s   a r e   e x t r a c t e d .   T h e s e   f e a t u r e s   a r e   t h e n   c o m p a r e d   w i t h   t h e   t r a i n e d   f e a t u r e   s e t   o f   t h e   d a t a b a s e   i m a g e s   a n d   t h e   i d e n t i f i e d   P C B   i s   r e t u r n e d .   O n c e   t h e   P C B   i s   i d e n t i f i e d ,   t h e   i n p u t   i m a g e   i s   t r a n s f o r m e d   t o   r e g i s t e r   i t   w i t h   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   a n d   d e f e c t - d e t e c t i o n   p r o c e s s   i s   p e r f o r m e d .   T h e r e   a r e   f o u r   m a j o r   p r o c e s s e s   i n   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   T h e   f i r s t   p r o c e s s   o f   t h e   s y s t e m   c o n s i s t s   o f   i m a g e   a c q u i s i t i o n   w h e r e   t h e   i m a g e   t o   b e   u s e d   f o r   i n s p e c t i o n   p u r p o s e s   i s   a c q u i r e d   e i t h e r   f r o m   t h e   d a t a b a s e   o r   t h e   c a m e r a .   T h e   s e c o n d   i n v o l v e s   d e t e c t i o n   o f   t h e   P C B   t h a t   i s   f o u n d   i n   t h e   i m a g e .   I n   t h e   t h i r d   p r o c e s s ,   t h e   P C B   i m a g e   o b t a i n e d   i s   t r a n s f o r m e d   r e l e v a n t   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   o f   t h e   P C B   t h a t   h a s   b e e n   i d e n t i f i e d .   T h e   l a s t   p r o c e s s   i n v o l v e s   t e s t i n g   t h e   P C B   f o r   a n y   d e f e c t s   t h a t   m a y   b e   i n t r o d u c e d   e i t h e r   p h y s i c a l l y   o r   d i g i t a l   m o r p h e d   i n t o   i t .               F i g u r e   1 .   F l o w c h a r t   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m           F i g u r e   2 .   B l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 9 7   -   3 0 6   3 0 0 2 . 1 .     I m a g e   a c q u i s i t i o n   T h e   i m a g e s   w e r e   o b t a i n e d   w i t h   a   s m a r t p h o n e   c a m e r a   h a v i n g   s p e c i f i c a t i o n   o f   1 2 M P   D u a l   P i x e l   s e n s o r ,   f / 1 . 7   a p e r t u r e ,   L E D   f l a s h ,   O I S   ( O p t i c a l   I m a g e   S t a b i l i s a t i o n )   w i t h   a   r e s o l u t i o n   o f   4 0 3 2 x 3 0 2 4 .   I m a g e   d a t a s e t   w a s   o b t a i n e d   f r o m   t h e   w o r k   s u b m i t t e d   f o r   f r e e   r e s e a r c h   u s e   i n   p r e v i o u s   s t u d y   [ 1 3 ] .   D u r i n g   t h e   o p e r a t i o n   o f   t h e   c a m e r a ,   a   f o c u s e d   i m a g e   w a s   s e n t   w i r e l e s s l y   f r o m   t h e   c a m e r a   t o   M A T L A B   f o r   p r o c e s s i n g .   H i g h e r   r e s o l u t i o n   w a s   s e l e c t e d   t o   p r o v i d e   m e a n i n g f u l   d a t a   f o r   i m a g e   p r o c e s s i n g   a s   t h e   e l e c t r o n i c   d e n s i t y   o n   t h e   P C B   i s   h i g h .     2 . 2 .     P C B   i d e n t i f i c a t i o n   O n c e   t h e   i m a g e   i s   o b t a i n e d ,   S U R F   a n d   O R B   k e y p o i n t s   a r e   d e t e c t e d .   K e y p o i n t   i s   a n   i m a g e   l o c a t i o n   i n   s p a t i a l   c o o r d i n a t e   w h e r e   p h y s i c a l   f e a t u r e s   i n   t h e   i m a g e   m a y   l i e   s u c h   a s   c o r n e r   p o i n t s .   F o r   S U R F   k e y p o i n t s ,   e a c h   o f   k e y p o i n t   d e t e c t e d   i s   a s s i g n e d   a n   o r i e n t a t i o n   o b t a i n e d   f r o m   w a v e l e t   r e s p o n s e s   i n   t h e   x   a n d   y   d i r e c t i o n   f o r   n e i g h b o r h o o d   o f   6 s ,   w h e r e   s   i s   t h e   s c a l e .   A   n e i g h b o r h o o d   r e g i o n   i s   d i v i d e d   i n t o   4 x 4   s u b   r e g i o n s   a n d   t h e   w a v e l e t   r e s p o n s e   f o r   b o t h   x   a n d   y   d i r e c t i o n   g i v e s   t h e   v e c t o r   u s e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   i m a g e s   [ 8 ] .   F o r   O R B   k e y p o i n t s ,   c e n t r o i d   b a s e d   o n   w e i g h t e d   i n t e n s i t y   i s   f o u n d   i n s i d e   a   s m a l l   p a t c h   o f   p i x e l s   w h e r e   t h e   f e a t u r e   ( c o r n e r   p o i n t )   i s   m a i n t a i n e d   a t   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p a t c h .   T h e   d i r e c t i o n   v e c t o r   b e t w e e n   t h e   c o r n e r   p o i n t   a n d   t h e   c e n t r o i d   p r o v i d e s   t h e   o r i e n t a t i o n   d a t a   [ 1 8 ] .   O n c e   t h e   k e y p o i n t s   a r e   d e t e c t e d ,   a   d e s c r i p t o r   i s   u s e d   t o   d e s c r i b e   t h e   k e y p o i n t s   d e t e c t e d .   A   d e s c r i p t o r   i s   a n   a l g o r i t h m   t h a t   s u m m a r i z e s   t h e   n e i g h b o r h o o d   a r o u n d   t h e   k e y p o i n t   t o   d e s c r i b e   a   f e a t u r e   b y   d i f f e r e n t i a t i n g   i t   f r o m   o t h e r   f e a t u r e s   t h u s   p r o v i d i n g   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a b i l i t y .   T h e s e   S U R F   o r   O R B   p o i n t s   a r e   t h e n   c o m p a r e d   w i t h   a   d a t a b a s e   o f   o t h e r   s i m i l a r   p o i n t s   s t o r e d   i n   a   d a t a b a s e .   T h e   d a t a b a s e   b a s i c a l l y   i n c l u d e s   l o n g   l i s t   o f   t h e s e   S U R F   p o i n t s   o r   O R B   p o i n t s   f o r   a l l   t h e   i m a g e s   t o   b e   c o m p a r e d   w i t h .   T o   c l u s t e r   t h e   S U R F   p o i n t s   o f   t h e   n e w l y   a c q u i r e d   i m a g e   t o   t h e   d a t a b a s e ,   F a s t   A p p r o x i m a t e   N e a r e s t   N e i g h b o r   S e a r c h   L i b r a r y   ( F L A N N )   i n d e x   i s   u s e d .   I t   p r o v i d e s   n e a r e s t   s e a r c h   a l g o r i t h m   a n d   w o r k s   w e l l   f o r   l a r g e   d a t a b a s e s .   T h i s   i s   h e l p f u l   t o   k e e p   t h e   d e t e c t i o n   t i m e   t o   i t s   m i n i m u m   e v e n   i f   t h e   d a t a b a s e   c o n t a i n s   l a r g e   n u m b e r   o f   f e a t u r e   p o i n t s   f o r   S U R F .   O R B   p o i n t s   a r e   m a t c h e d   u s i n g   a   B r u t e F o r c e   t e c h n i q u e   b y   f i n d i n g   t h e   H a m m i n g   d i s t a n c e   o f   t h e   p o i n t s   w h i c h   c o m p a r e s   a   p o i n t   o f   i n t e r e s t   i n   o n e   i m a g e   t o   a l l   t h e   p o i n t s   i n   o t h e r   i m a g e s   s t o r e d   i n   t h e   d a t a b a s e .   O n c e   t h e   p o i n t s   a r e   c l u s t e r e d ,   t h e   m a t c h e s   i n   e a c h   P C B   a r e   t a b u l a t e d   a n d   h i g h e s t   p e r f o r m e r   i s   p i c k e d   a s   t h e   d e t e c t e d   P C B .   F o r   S U R F - b a s e d   i d e n t i f i c a t i o n ,   t h e   F L A N N   i n d e x   i s   t r a i n e d   b e f o r e   e v e r y   P C B   i d e n t i f i c a t i o n .     2 . 3 .     I m a g e   t r a n s f o r m a t i o n   O n c e   t h e   k e y p o i n t s   a r e   m a t c h e d ,   o u t l i e r s   a r e   e x c l u d e d   u s i n g   t h e   M - e s t i m a t o r   S A m p l e   C o n s e n s u s   ( M S A C )   a l g o r i t h m .   T h e   p r o c e s s   o f   r e g i s t r a t i o n   o f   t h e   i n p u t   i m a g e   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   i s   s i m i l a r   t o   [ 1 9 ]   w h e r e   R - R A N S A C   a l g o r i t h m   i s   u s e d   i n s t e a d   t o   f i n d   t h e   o u t l i e r s .   O u t   o f   t h e   i n l i e r s ,   2   p o i n t s   a r e   s e l e c t e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   i m a g e   a c q u i r e d   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   i n   t h e   d a t a b a s e .   T h i s   g i v e s   a   t r a n s f o r m a t i o n   m a t r i x   t h a t   c a n   b e   u s e d   t o   w a r p   t h e   i m a g e   o f   t h e   P C B   u n d e r   i n s p e c t i o n   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   o f   t h e   m a t c h e d   P C B   i n   t h e   d a t a b a s e .   T h i s   r e g i s t e r s   t h e   i n p u t   i m a g e   t o   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   w h e r e   d e f e c t - d e t e c t i o n   c a n   b e   p e r f o r m e d .     2 . 4 .     D e f e c t   d e t e c t i o n   T h e   t r a n s f o r m e d   i m a g e   i s   t h e n   c o m p a r e d   w i t h   r e f e r e n c e   i m a g e   t o   f i n d   t h e   d e f e c t s   i n   t h e   P C B .   T h e   t y p e s   o f   d e f e c t s   t o   d e t e c t   i n   t h i s   p a p e r   a r e   k e p t   m i s s i n g   c o m p o n e n t s   a n d   s c r a t c h e s   o n   t h e   P C B   a s   d e f e c t   d e t e c t i o n   i s   t h e   s e c o n d a r y   o b j e c t i v e .   T h e   a l g o r i t h m   f o r   f a u l t   d e t e c t i o n s   t a k e s   a   d o n t - c a r e   p a r t   o f   t h e   i m a g e   w h i c h   i s   n o t   i n   t h e   R O I   d e f i n e d   b y   t h e   u s e r   f o r   s e l e c t e d   r e f e r e n c e   i m a g e .   T h i s   i s   d o n e   t o   m i n i m i z e   t h e   e f f e c t   o f   p o o r l y   a c h i e v e d   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t   f o r   t h e   p r o t o t y p e   b u i l t   d u e   t o   b u d g e t   l i m i t a t i o n .   T h e   R O I s   d e c l a r e d   b y   t h e   u s e r   i s   u s e d   t o   o b t a i n   t w o   m a s k s   f o r   f i l t e r i n g   t h e   i m a g e   w i t h   t o   o b t a i n   d o n t - c a r e   p i x e l s   i n   t h e   i m a g e .   T h e   R O I s   a r e   s t o r e d   i n   a   s t r u c t u r e   w i t h   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   p o t e n t i a l   d e f e c t   t h a t   t h e   R O I   i s   f o r .   T h e s e   a r e   s p e c i f i e d   b e f o r e   t h e   i n s p e c t i o n   p r o c e s s .   I n   i n d u s t r i a l   a p p l i c a t i o n ,   d e f e c t   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m s   a r e   t a i l o r e d   t o   c u s t o m e r   n e e d s .   T h e   t r a n s f o r m e d   i m a g e   o b t a i n e d   i n   t h e   p r e v i o u s   s t e p   i s   i n   R G B   c o l o r   m o d e l .   E a c h   o f   t h e   c h a n n e l s   i s   e x t r a c t e d   f r o m   t h e   i m a g e .   T h e   a b s o l u t e   d i f f e r e n c e   o f   e a c h   o f   t h e   c h a n n e l   i n   t h e   t r a n s f o r m e d   i m a g e   a n d   r e f e r e n c e   i m a g e   i s   f o u n d   f o r   e a c h   p i x e l   o f   i n p u t   i m a g e   d e n o t e d   b y   I   a n d   r e f e r e n c e   i m a g e   b y   R   w h e r e   x   a n d   y   a r e   t h e   s p a t i a l   c o o r d i n a t e s   a n d   c   i s   t h e   c o l o r   c h a n n e l   R ,   G ,   a n d   B   g i v e n   i n   ( 1 ) .   T h i s   h i g h l i g h t s   c h a n g e s   i n   t h e   i n p u t   i m a g e   b a s e d   o n   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e .   C o l o r   i n f o r m a t i o n   i s   u s e d   t o   o b t a i n   b e t t e r   d e t e c t i o n   o f   m i s s i n g   c o m p o n e n t s   w h e r e   P C B   b o a r d   i t s e l f   i s   i d e n t i c a l   i n   c o l o r   t o   t h e   c o m p o n e n t   t o   a   c e r t a i n   l e v e l   w h e r e   s u b t r a c t i o n   o f   G r a y   l e v e l   i m a g e   m i g h t   r e s u l t   i n   l o s s   o f   i n f o r m a t i o n .   A b s o l u t e   d i f f e r e n c e   e q u a t i o n   s h o w n   i n   ( 1 ) .       A b s o l u t e D i f f e r e n c e   =   | I c ( x ,   y )     R c ( x ,   y ) |               ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A u t o m a t e d   P C B   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   D e f e c t - D e t e c t i o n   S y s t e m   ( A P I D S )   ( S h a m s   U r   R e h m a n )   3 0 1 T h e   r e s u l t a n t   i m a g e s   a r e   t h r e s h o l d e d   t o   a n   8 b i t   v a l u e   r a n g i n g   b e t w e e n   ( 0 - 2 5 5 )   o f   t h e   i m a g e   i n t e n s i t y   t o   o b t a i n   l o g i c a l   b i n a r y   i m a g e s .   T h i s   v a l u e   i s   a m e n d a b l e   b y   t h e   u s e r .   T h i s   i s   d o n e   t o   r e m o v e   t h e   n o i s e   p r o d u c e d   b y   t h e   i m a g e   r e g i s t r a t i o n ,   a s   t h e r e   w i l l   a l w a y s   b e   a   c e r t a i n   n o i s e   a f t e r   t h e   a b s o l u t e   d i f f e r e n c e   o f   t h e   i m a g e s .   T h e   m a s k s   o b t a i n e d   p r i o r   a r e   t h e n   f i l t e r e d   w i t h   t h e   l o g i c a l   i m a g e   t o   c o n s i d e r   t h e   a r e a   o u t s i d e   t h e   R O I s   a s   d o n t - c a r e   r e g i o n .   A d d i t i o n a l   n o i s e   i s   r e m o v e d   u s i n g   m e d i a n   f i l t e r   o f   5 x 5   n e i g h b o r h o o d s   a n d   f o l l o w e d   b y   m o r p h o l o g i c a l   o p e r a t i o n s   t o   i d e n t i f y   c h a n g e s   i n   t h e   c o m p o n e n t s   a s   b l o b s .   I f   t h e   a r e a   s i z e   o f   t h e   b l o b   i s   g r e a t e r   t h a n   a   t h r e s h o l d   v a l u e   f o r   b o t h   m i s s i n g   c o m p o n e n t   a n d   s c r a t c h e s ,   t h e   b l o b   i s   c l a s s i f i e d   a s   a   d e f e c t .   T h e   d e f e c t   d e t e c t i o n   p r o c e s s   i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   3 .             F i g u r e   3 .   D e f e c t   d e t e c t i o n   p r o c e s s   i l l u s t r a t i o n       3 .   E X P E R I M E N T A L   S E T U P   M A T L A B   w a s   u s e d   f o r   p r o g r a m m i n g   t h e   s y s t e m .   I m a g e   P r o c e s s i n g   t o o l b o x   l i b r a r i e s   w e r e   u t i l i z e d   a l o n g   w i t h   O p e n C V   l i b r a r i e s   [ 2 0 ]   a v a i l a b l e   a s   a   w r a p p e r   f o r   M A T L A B   i n   f o r m   o f   m e x O p e n C V .   T h i s   w r a p p e r   w a s   u s e d   t o   r e d u c e   i d e n t i f i c a t i o n   t i m e   s i g n i f i c a n t l y   a s   c o m p a r e d   t o   m a t c h i n g   S U R F   a n d   O R B   p o i n t s   u s i n g   M A T L A B   l i b r a r i e s   b e c a u s e   o f   t h e   l a r g e   s i z e   o f   t h e   i m a g e s   i n   t h i s   c a s e .   A   p r o t o t y p e   w a s   c o n s t r u c t e d   t o   a c t   a s   a n   i m a g e   a c q u i s i t i o n   s t a t i o n .   T h e   b e d   f o r   p l a c i n g   t h e   P C B   w a s   4 4 x 4 0   c m   i n   d i m e n s i o n .   L E D s   s t r i p s   w e r e   u s e d   t o   p r o v i d e   a   c o n t r o l   e n v i r o n m e n t   t o   a   c e r t a i n   d e g r e e .   T h e   h a r d w a r e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   p r o t o t y p e   i s   p r e s e n t e d   i n   F i g u r e   4 .   T h e   h a r d w a r e   w a s   n o t   a b l e   t o   a c h i e v e   c o m p l e t e l y   u n i f o r m   c o n t r o l l e d   l i g h t e n i n g   e n v i r o n m e n t   t o   m i m i c   i n d u s t r i a l   e q u i p m e n t .   A   G U I   w a s   d e s i g n e d   c a r e f u l l y   c o n s i d e r i n g   t h e   u s e r   f r i e n d l y   a p p r o a c h e s   t o   c h a l l e n g e s .   C o n f i g u r a t i o n   b u t t o n   i s   e s p e c i a l l y   i n c l u d e d   t o   p e r f o r m   s o f t   c h a n g e s   s u c h   a s   t r a i n i n g   f o r   n e w   b o a r d s   t o   t h e   c o d e   u s i n g   s e t t i n g   f i l e   w h i c h   i s   s t o r e d   l o c a l l y   i n   a   f i l e   f o r   f u t u r e   u s e .   T h e   m a i n   w i n d o w   o f   t h e   G U I   i s   p r e s e n t e d   i n   F i g u r e   5 .   T h e r e   a r e   t o t a l   o f   6   t e s t s ,   g r o u p e d   i n t o   3 ,   p e r f o r m e d   o n   t h e   s y s t e m   t o   e v a l u a t e   t h e   a c c u r a c y   o f   t h e   r e s u l t ,   o v e r a l l   e f f i c i e n c y   a n d   s p e e d   o f   t h e   s y s t e m .   T h e s e   t e s t s   a r e   l i s t e d   a s   f o l l o w s :   a .   C l a s s i f i c a t i o n   ( d a t a   f r o m   I A D )     b .   C l a s s i f i c a t i o n   ( d a t a b a s e   f i l e s )     c .   D e f e c t - d e t e c t i o n   C l a s s i f i c a t i o n   t e s t s   a r e   p e r f o r m e d   o n   t h e   i m a g e s   a c q u i r e d   u s i n g   I A D   o r   t h e   d a t a b a s e   f i l e s .   B o t h   s e t   o f   i m a g e s   h a v e   d i f f e r e n t   r e s o l u t i o n s   t h a n   o n e   a n o t h e r .   T h e   t e s t   i m a g e s   o b t a i n e d   f r o m   a   d a t a b a s e   s e t   a r e   i n   d i f f e r e n t   o r i e n t a t i o n   t o o .   T h e s e   d i f f e r e n c e s   i n   t h e   q u a l i t y   o f   i m a g e s   r e s u l t   i n   d i f f e r e n t   b e h a v i o r   o f   t h e   a p p l i e d   a l g o r i t h m s .   T h e s e   t e s t s   a r e   f o c u s e d   o n   t h e   t i m i n g   o f   t h e   t a s k s   a n d   m a t c h i n g   o f   f e a t u r e s   b e t w e e n   t h e s e   i m a g e s   a n d   t h e   a c c u r a c y   o f   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   t h i r d   t e s t   i s   f a u l t   d e t e c t i o n   t e s t   b a s e d   o n   d i f f e r e n t   f a u l t s   i n t r o d u c e d   t o   t h e   P C B   i m a g e s   a c q u i r e d   f r o m   I A D .   T h e s e   f a u l t s ,   a s   m e n t i o n e d   i n   s e c t i o n   3   m a y   b e   i n t r o d u c e d   d i g i t a l l y   o r   p h y s i c a l l y   t o   t h e   P C B .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 9 7   -   3 0 6   3 0 2     F i g u r e   4 .   H a r d w a r e   s e t u p           F i g u r e   5 .   G r a p h i c a l   u s e r   i n t e r f a c e   o f   t h e   s y s t e m       4 .   R E S U L T S   A N D   A N A L Y S I S     I n   t h i s   s e c t i o n   r e s u l t   d a t a   i s   s h a r e d   a l o n g   w i t h   a n a l y s i s   o n   t h e   d a t a   c o l l e c t e d .   R e s u l t   d a t a   i s   c l a s s i f i e d   i n t o   t h r e e   t e s t   g r o u p s   a s   e x p l a i n e d   i n   s e c t i o n   3 .     4 . 1 .   I d e n t i f i c a t i o n   r e s u l t s   ( d a t a   f r o m   I A D )   I n   t h i s   t e s t ,   i d e n t i f i c a t i o n   o f   t h e   P C B   i s   d o n e   a n d   t h e   r e s u l t   d a t a   i s   t a b u l a t e d .   T h i s   t e s t   h a s   3   s u b - t e s t s .   a .   I d e n t i f i c a t i o n   b a s e d   o n   S U R F   f e a t u r e s   o n   2 0 0 0 0   H e s s i a n   ( H i g h   S e n s i t i v i t y )   b .   I d e n t i f i c a t i o n   b a s e d   o n   S U R F   f e a t u r e s   o n   4 0 0 0 0   H e s s i a n   ( L o w   S e n s i t i v i t y )   c .   I d e n t i f i c a t i o n   b a s e d   o n   O R B   f e a t u r e s   F o r   t h i s   t e s t ,   i m a g e s   a r e   a c q u i r e d   f r o m   t h e   I A D .   T h e   P C B   i n   t h e s e   i m a g e s   a r e   o r i e n t e d   i n   t h e   s a m e   d i r e c t i o n   i n   t h e   i n p u t   i m a g e   a n d   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e   a s   p e r   t h e   i n d u s t r y   s t a n d a r d .   E a c h   P C B   i s   t e s t e d   v e   t i m e s .   T h e s e   t e s t s   a r e   p e r f o r m e d   o n   f o u r   d i f f e r e n t   P C B s .     T h e   i m a g e s   o b t a i n e d   f r o m   t h e   I A D   a r e   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e s .   T h e   t e s t   d a t a   r e v e a l s   t h a t   f o r   t h e s e   i m a g e s ,   i f   S U R F   d e s c r i p t o r   i s   t o   b e   u s e d ,   h i g h e r   h e s s i a n   t h r e s h o l d   s u c h   a s   4 0 0 0 0   c o u l d   b e   u s e d .   I t   d o e s   n o t   a e c t   t h e   a c c u r a c y   o f   t h e   r e s u l t s   b u t   r e d u c e s   t h e   n u m b e r   o f   k e y p o i n t s   f o u n d   w h i c h   h e l p s   t o   d e c r e a s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A u t o m a t e d   P C B   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   D e f e c t - D e t e c t i o n   S y s t e m   ( A P I D S )   ( S h a m s   U r   R e h m a n )   3 0 3 c o m p u t a t i o n a l   t i m e .   T h i s   i s   t h e   s e n s i t i v i t y   o f   t h e   S U R F   f e a t u r e s .   F r o m   T a b l e   1   i t   c a n   b e   d e d u c e d   t h a t   d e t e c t i o n   t i m e   i s   b a s e d   o n   t h e   n u m b e r   o f   k e y p o i n t s   t h a t   a r e   f o u n d   a n d   m a t c h e s   f r o m   t h o s e   k e y p o i n t s   w h i c h   i s   i n   t u r n   d e p e n d e n t   o n   t h e   s e n s i t i v i t y   o f   t h e   S U R F .   S o   S U R F   b a s e d   i d e n t i c a t i o n   c o u l d   b e   s p e e d   u p   i f   t h e   s e n s i t i v i t y   i s   l o w e r e d .   T h e   O R B   e x t r a c t o r   e x t r a c t s   c o n s t a n t   5 0 0   k e y p o i n t s   f r o m   t h e   i m a g e .   M a t c h   r a t i o   r e p r e s e n t s   t h a t   r a t i o   o f   m a t c h e s   t o   t h e   k e y p o i n t s .   I t   c a n   b e   o b s e r v e d   t h a t   S U R F   w i t h   l o w e r   s e n s i t i v i t y ,   t h e   a v e r a g e   m a t c h i n g   r a t i o   i s   t h e   h i g h e s t   w h i c h   p r o v e s   i t   t o   b e   m o r e   r e l i a b l e   f o r   i m a g e s   w h e r e   t h e   i m a g e   q u a l i t y   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   q u a l i t y   o f   i m a g e s   a v a i l a b l e   f o r   t h i s   t e s t   i . e .   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e s .     M a j o r i t y   o f   t h e   t i m e   c o n s u m e d   d u r i n g   t h e   p r o c e s s   i s   t a k e n   b y   t h e   s e t u p   t i m e   i n   w h i c h   m a t c h i n g   o f   f e a t u r e s   p r o c e s s   i n i t i a l i z e s .   F r o m   t h e   T a b l e   1 ,   i t   c a n   b e   o b s e r v e d   t h a t   w h i l e   O R B   b a s e d   d e t e c t i o n   i s   f a s t e s t ,   i t   r e s u l t s   i n   w e a k e r   m a t c h   r a t i o .   T h e   i d e n t i c a t i o n   a c c u r a c y   o f   u s i n g   t h e   S U R F   a n d   O R B   f e a t u r e s   f o r   t h i s   s e t   o f   i m a g e s   i s   1 0 0 % .         T a b l e   1 .   A v e r a g e s   o f   t h e   D a t a   O b t a i n e d   f r o m   I A D   C o n d u c t e d   o n   2 0   I m a g e s   F e a t u r e   e x t r a c t o r   S e t u p   t i m e   ( s ) D e t e c t i o n   t i m e   ( s )   T r a n s f o r m a t i o n   t i m e   ( s ) T o t a l   t i m e   ( s ) M a t c h e s K e y p o i n t s M a t c h   r a t i o S U R F   ( 2 0 k )   0 . 6 4 9   1 . 0 4 3   0 . 1 1 5   1 . 8 0 7   4 7 6 . 5 5   7 4 4 . 7   0 . 6 6 5   S U R F   ( 4 0 k )   0 . 4 8 1   0 . 9 3 4   0 . 1 1 9   1 . 5 3 4   1 3 1 . 7 5   1 5 6 . 6   0 . 7 9 5   O R B   0 . 6 5 9   0 . 3 2 1   0 . 1 2 1   1 . 1 0 1   2 8 7 . 9   5 0 0   0 . 5 7 6       4 . 2 .   I d e n t i c a t i o n   r e s u l t s   ( d a t a b a s e   i m a g e s )   T h e   d a t a b a s e   i s   t r a i n e d   t o   c o m p u t e   S U R F   f e a t u r e s   o f   5 4   i m a g e s   w h e r e   S U R F   h e s s i a n   t h r e s h o l d   t o   o b t a i n   S U R F   f e a t u r e s   i s   s e t   t o   2 0 , 0 0 0 .   L o w e r   h e s s i a n   t h r e s h o l d   h a s   t o   b e   u s e d   t h a n   t h e   o n e   u s e d   f o r   t h e   I A D   l e s   a s   t h e y   a r e   h i g h e r   r e s o l u t i o n   t h a n   t h i s .   F o u r   o f   t h e s e   i m a g e s ,   o b t a i n e d   f r o m   t h e   I A D   a r e   a l s o   i n c l u d e d   i n   t h i s   d a t a b a s e .   2 5   P C B s   a r e   s e l e c t e d   f o r   t e s t i n g   w h e r e   e a c h   P C B   h a s   t h r e e   i m a g e s .   E a c h   i m a g e   i s   o f   r e s o l u t i o n   2 4 6 4 x 1 6 4 0 .   2   o u t   o f   3   i m a g e s   f o r   e a c h   P C B   h a v e   d i e r e n c e   i n   t h e   o r i e n t a t i o n   t o   t h e   o n e   u s e d   a s   r e f e r e n c e   i n   t h e   t r a i n e d   d a t a b a s e .     E a c h   P C B   i m a g e   i s   p r e s e n t e d   f o r   i d e n t i c a t i o n   3   t i m e s   a n d   c h a n g e s   i n   o r i e n t a t i o n   h a s   a l s o   o c c u r r e d .   T a b l e   2   s h o w s   t h e   a v e r a g e s   o f   t h e   r e s u l t   d a t a   o b t a i n e d .   F r o m   t h e   t a b l e ,   i t   c a n   b e   o b s e r v e d   t h a t   i d e n t i c a t i o n   b a s e d   o n   O R B   i s   a   l o t   f a s t e r   t h a n   S U R F   c o m p l y i n g   w i t h   t h e   t e s t   d o n e   o n   I A D   i m a g e s   i n   T a b l e   1 .     D u r i n g   t h e   t e s t i n g ,   d r o p   i n   m a t c h i n g   r a t i o   w a s   e x p e r i e n c e   o v e r   t h e   c o u r s e   o f   t h e   e x p e r i m e n t .   T h i s   d r o p   i n   t h e   m a t c h i n g   r a t i o   i s   e x p l a i n e d   b y   t h e   c h a n g e   i n   o r i e n t a t i o n .   T h i s   d o e s   n o t   h i n d e r   t h e   i d e n t i c a t i o n   p r o c e s s .   T o t a l   i m a g e s   t e s t   a r e   7 5   ( 3   f o r   e a c h   P C B ,   2 5   t o t a l   P C B ) .   7 4   w e r e   i d e n t i e d   c o r r e c t l y   i n   b o t h   c a s e s .   T h e   i d e n t i c a t i o n   a c c u r a c y   f o r   t h e   s y s t e m   b a s e d   o n   i m a g e   d a t a   a l s o   c o n t a i n i n g   o r i e n t e d   i m a g e s   f o r   b o t h   S U R F   a n d   O R B   b a s e d   f e a t u r e   i s   9 8 . 6 6 % .       T a b l e   2 .   A v e r a g e s   o f   t h e   D a t a   O b t a i n e d   f r o m   D a t a b a s e   f r o m   7 5   I m a g e s   F e a t u r e   e x t r a c t o r   S e t u p   t i m e   ( s ) D e t e c t i o n   t i m e   ( s )   T r a n s f o r m a t i o n   t i m e   ( s ) T o t a l   t i m e   ( s ) M a t c h e s K e y p o i n t s M a t c h   r a t i o S U R F   0 . 7 1 3   0 . 3 8 5   0 . 0 6 0   1 . 1 5 8   9 0 . 6 4   1 1 1   0 . 7 7 7   O R B   0 . 7 0 0   0 . 1 4 7   0 . 0 5 5   0 . 9 0 2   3 0 6 . 7 2   5 0 0   0 . 6 1 3       T h e   d e t e c t i o n   r a t e   f o r   b o t h   d a t a b a s e   i m a g e s   a n d   I A D   i m a g e s   i s   c o m p a r a t i v e l y   s u p e r i o r   t o   o t h e r   m e t h o d s   o f   c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   S U R F   f e a t u r e s   [ 9 ]   b a s e d   o n   l e a v e s   a n d   F e e d f o r w a r d   N e u r a l   N e t w o r k   ( F N N )   c l a s s i f i c a t i o n   b a s e d   o n   f r u i t s   [ 2 1 ] .   I n   t e r m s   o f   s i m i l a r   c l a s s i f i c a t i o n   p e r f o r m e d   o n   P C B s ,   t h e   d e t e c t i o n   a c c u r a c y   i s   s i m i l a r   t o   [ 1 3 ] ,   t h e   t i m e   c o n s u m p t i o n   i s   f a r   m o r e   c o m p a r e d   t o   t h e   s a m e   s t u d y .       4 . 3 .     D e f e c t   d e t e c t i o n   r e s u l t   T h i s   t e s t   i s   a   m e a s u r e m e n t   o f   a c c u r a c y   o f   t h e   f a u l t   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   e m p l o y e d   t o   d e t e c t   e i t h e r   m i s s i n g   c o m p o n e n t s   o r   s c r a t c h e s   o n   P C B .   T h e   d o n t - c a r e   r e g i o n   i s   n e g l e c t e d   b a s e d   o n   t h e   R O I   w h i c h   t h e   u s e r   r e g i s t e r s   i t   f o r   e a c h   P C B   i n   t h e   c o n g u r a t i o n   m e n u .   T h i s   R O I   s e l e c t i o n   e n s u r e s   t h a t   m i n o r   n o i s e s   w h i c h   a r e   c a u s e d   b y   c h a n g e s   i n   t h e   i l l u m i n a t i o n   o r   v i e w   p o i n t   a r e   a v o i d e d   a s   i n   i n d u s t r i a l   g r a d e   e q u i p m e n t ,   t h e   n o i s e   c o u l d   b e   m i n i m i z e d   b y   c o n d u c t i n g   t h e   p r o c e s s   u n d e r   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t .   T w o   t y p e s   o f   d e f e c t s   a r e   t r i e d   t o   b e   i d e n t i e d   b y   t h e   a l g o r i t h m ;   m i s s i n g   c o m p o n e n t   ( M C )   a n d   S c r a t c h e d   C o m p o n e n t s   ( S C ) .   T h e   M C   a n d   S C   a r e   i d e n t i e d   a n d   d r a w n   o v e r   t h e   i n p u t   i m a g e   t o   b e   d i s p l a y e d   t o   t h e   u s e r .   T h e   i m a g e s   t h a t   a r e   s e l e c t e d   f o r   t e s t i n g   t h e   a c c u r a c y   o f   f a u l t   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   a n d   t a b u l a t i n g   t h e   r e s u l t s   a r e   o b t a i n e d   f r o m   I A D .   T h e   i m a g e s   a r e   t h e n   s a v e d   l o c a l l y   a n d   d i g i t a l l y   m o d i e d   t o   h a v e   d e f e c t s   i n   t h e   P C B .   A l l   d e f e c t s   a r e   i n t r o d u c e d   t o   s i n g l e   i m a g e   o f   t h e   P C B ,   h o w e v e r ,   t h i s   i m a g e   i s   n o t   t h e   s a m e   a s   t h e   r e f e r e n c e   i m a g e .   T h e   i m a g e   r e s o l u t i o n   i s   4 0 3 2 x 3 0 2 4 .   T h e   t e s t   s a m p l e s   i n c l u d e   4   P C B s   w i t h   n u m e r o u s   d e f e c t s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 9 7   -   3 0 6   3 0 4 T a b l e   3   s h o w s   t h e   a c c u r a c y   o f   t h e   i d e n t i e d   f a u l t s .   T h e   h i g h e s t   a c c u r a c y   o f   1 0 0 %   i s   a c h i e v e d   w h i l e   t e s t i n g   t h e   A r d u i n o   U N O   R 3 .   F a u l t   i n   t h e   A r d u i n o   b o a r d   w a s   m a d e   b y   r e m o v i n g   a   c h i p   f r o m   i t s   l o c a t i o n   t h e n   t h e   a l g o r i t h m   w a s   t e s t e d   o n   i t .   H o w e v e r ,   t h e   c h i p   r e m o v e d   w a s   f a i r l y   l a r g e   i n   s i z e .   T h e   p r o g r a m   s e n d s   c r o p p e d   i m a g e   o f   t h e   m i s s i n g   c o m p o n e n t   t o   t h e   o u t p u t   f o l d e r   w h i c h   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   6 .   A s r o c k   9 6 0 G C   G S   b o a r d   h a s   a l m o s t   p e r f e c t   a l i g n m e n t   w i t h   r e f e r e n c e   i m a g e .   H e n c e ,   i n   t h i s   c a s e ,   t h e   s u r r o u n d i n g   e n v i r o n m e n t   i s   f a i r l y   c o n t r o l l e d .   F u r t h e r   d a t a   i s   c o l l e c t e d   o n   p e r f o r m i n g   s a m e   t e s t   w i t h   d i e r e n t   t h r e s h o l d   v a l u e s   a n d   i t   i s   t a b u l a t e d   i n   T a b l e   4 .   T h e   i n c r e a s i n g   a c c u r a c y   o f   t h e   r e s u l t   w h e n   t h r e s h o l d   d e c r e a s e s   s i g n i e s   t h a t   w i t h   c o n t r o l   e n v i r o n m e n t   p r o v i d e d ,   t h e   a l g o r i t h m   c a n   w o r k   t o   a c h i e v e   h i g h e r   e f c i e n c y   a n d   a c c u r a t e   r e s u l t s .   T h e   a c c u r a c y   s c o r e   f o r   l o w e s t   t h r e s h o l d   i n   t h e   e x p e r i m e n t   s h o w s   t h a t   t h e   a l g o r i t h m   p e r f o r m s   s i m i l a r   t o   o t h e r   m e t h o d s   o f   d e f e c t   d e t e c t i o n   [ 1 6 ] .   L o w   t h r e s h o l d   v a l u e s   c a n n o t   b e   u s e d   f o r   i m a g e s   w h e r e   t h e r e   i s   e r r o r   i n   i m a g e   r e g i s t r a t i o n   p r o c e s s   a n d   t h i s   e r r o r   c a n   b e   d e p i c t e d   a s   d e f e c t .   F o r   t h e   t e s t e d   P C B ,   w h e n   t h e   t h r e s h o l d   v a l u e s   w e r e   d e c r e a s e d ,   i t   a l s o   d e t e c t e d   f a u l t s   i n   s m a l l e r   c o m p o n e n t s   s u c h   a s   S M D s .           F i g u r e   6 .   M i s s i n g   c o m p o n e n t s   o u t p u t   d a t a       T a b l e   3 .   D e f e c t   D e t e c t i o n   D a t a   ( T h r e s h o l d   M C   7 0 ,   S C   5 0 )   P C B   d e f e c t s   d e t e c t e d   f a l s e   s c o r e   M C   S C   M C   S C   + v e     A c e r   B o a r d   4   6   4   4   0   8 0   A s r o c k   9 6 0 G C   G S   5   8   4   5   0   6 9 . 2   Y e l l o w   U N O   R 3   6   5   5   1   0   5 4 . 5   A r d u i n o   U N O   R 3   1   0   1   0   0   1 0 0       T a b l e   4 .   D e f e c t - d e t e c t i o n   R e s u l t   o f   ' A s r o c k   9 6 0 G C   G S '   a t   V a r i o u s   T h r e s h o l d   T h r e s h o l d   d e f e c t s   d e t e c t e d   f a l s e   s c o r e   ( M C / S C )   0 - 2 5 5   M C   S C   M C   S C   + v e     7 0 / 5 0   5   8   4   5   0   6 9 . 2   6 0 / 4 0   5   8   4   6   0   7 6 . 9   5 0 / 3 0   5   8   5   7   0   9 2 . 3   3 5 / 2 5   5   8   5   7   0   9 2 . 3       4 . 4 .   P o s s i b l e   s o u r c e s   o f   e r r o r s   T h e r e   a r e   n u m b e r   o f   f a c t o r s   t h a t   c a n   n e g a t i v e l y   i n u e n c e   t h e   r e s u l t   o f   t h e   a p p l i e d   a l g o r i t h m .   W h i l e   t h e   i d e n t i c a t i o n   i s   s e a m l e s s l y   e x e c u t e d ,   t h e   d e f e c t - d e t e c t i o n   p r o c e s s   i s   s u b j e c t e d   t o   c e r t a i n   e r r o r s .   D u r i n g   o b s e r v a t i o n ,   t h e   t r a n s f o r m a t i o n   m a t r i x   o b t a i n e d   t o   w a r p   t h e   i n p u t   i m a g e   g i v e s   b e t t e r   r e s u l t   w h e n   S U R F   f e a t u r e s   a r e   u s e d .   O R B   f e a t u r e s   p r o d u c e s   b i t   o f   n o i s e   w h e n   t h e   i m a g e s   a r e   c o m p a r e d .   D u e   t o   t h i s   e r r o r ,   l o w e r   t h r e s h o l d   v a l u e s   f o r   M C   a n d   S C   d e t e c t i o n   u n d e r p e r f o r m s   a n d   p r o d u c e s   f a l s e   p o s i t i v e s .   D u e   t o   u n c o n t r o l l e d   l i g h t e n i n g   e n v i r o n m e n t ,   d e t e c t i o n   o f   d a r k e r   c o m p o n e n t s   o n   a   d a r k e r   s h a d e d   P C B   i s   a l s o   l i m i t e d   a n d   p r o n e   t o   e r r o r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A u t o m a t e d   P C B   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   D e f e c t - D e t e c t i o n   S y s t e m   ( A P I D S )   ( S h a m s   U r   R e h m a n )   3 0 5 5 .   C O N C L U S I O N   A N D   F U T U R E   W O R K   T h e   a i m   o f   t h e   p r o j e c t   i s   d e v e l o p   a   s y s t e m   t h a t   w o u l d   a l l o w   d i e r e n t   p r o d u c t s   f o r   p r o c e s s i n g   w i t h   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a n d   i m a g e   p r o c e s s i n g   t h a t   w o u l d   h e l p   p r o v i d e   t h e   m a n u f a c t u r e r   w i t h   d i e r e n t   p r o d u c t   t e s t i n g   u n d e r   s i n g l e   i n s p e c t i o n   c y c l e .   T h e   i d e o l o g y   b e h i n d   t h e   p r o j e c t   w a s   a l l o w   P C B   i n s p e c t i o n   e q u i p m e n t   w i t h   m a c h i n e   v i s i o n   t o   i d e n t i f y   t h e   P C B   m o d e l   a n d   m a k e   d e c i s i o n   b a s e d   o n   t h e   r e s u l t   o f   t h e   i d e n t i c a t i o n ,   i n   t h i s   c a s e ,   P C B   d e f e c t - d e t e c t i o n .   P C B   i d e n t i c a t i o n   i n   t h i s   s y s t e m   p r i o r   t o   i n s p e c t i o n   p r o c e s s   h a s   b e e n   a c h i e v e d   u s i n g   f e a t u r e   d e t e c t o r s   a n d   d e s c r i p t o r s   w h i c h   i s   a   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   m e t h o d .   T h e   i d e n t i c a t i o n   r a t e   g i v e s   o f   9 8 . 6 6 %   f o r   7 5   d a t a b a s e   i m a g e s   a n d   1 0 0 %   f o r   2 0   I A D   i m a g e s .   T h e   d e f e c t   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   d e v e l o p e d   a c c u r a c y   o f   9 2 . 3 %   f o r   b e s t   c a s e   s c e n a r i o   p e r f o r m s   v e r y   w e l l   i n   c o m p a r i s o n   w i t h   o t h e r   m e t h o d s   f o r   s i m i l a r   p r o b l e m .   T h e   a c c u r a c y   o f   d e f e c t - d e t e c t i o n   i s   s u b j e c t e d   t o   m a n y   f a c t o r s   b u t   w i t h   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t   p r o v i d e d ,   i t   c a n   b e   s i g n i c a n t l y   i m p r o v e d   f o r   a l l   t y p e s   o f   P C B s .   T h e   c o m p l e t e   s y s t e m   i s   i m p l e m e n t e d   w i t h   h a v i n g   a   u s e r   f r i e n d l y   G U I   t o   o p e r a t e   t h e   s y s t e m   w i t h .   M u l t i p l e   t e s t s   a r e   p e r f o r m e d   o n   t h e   t e s t   t o   e v a l u a t e   d i e r e n t   p a r a m e t e r s   o f   t h e   s y s t e m .   T h e   t e s t   r e s u l t s   o b t a i n e d   f o c u s e s   o n   t h e   s p e e d   a n d   a c c u r a c y   o f   t h e   a l g o r i t h m s .     P r o p o s e d   s y s t e m   w a s   d e v e l o p e d   t o   s i m p l i f y   t h e   M a c h i n e   V i s i o n   b a s e d   Q C   p r o c e s s .   H o w e v e r ,   t h e   s y s t e m   t h a t   h a s   b e e n   i m p l e m e n t e d   i s   n o t   p e r f e c t   a n d   h a v e   l i m i t a t i o n .   W h i l e   t h e   s p e e d   o f   t h e   s y s t e m   i s   a   f r a c t i o n   o f   a   s e c o n d   a n d   c o n s i d e r e d   f a s t ,   M a c h i n e   V i s i o n   i n s p e c t i o n   s y s t e m   i s   r e l a t i v e l y   f a s t e r .   T h e r e f o r e ,   t h e   s p e e d   o f   t h e   s y s t e m   n e e d s   t o   b e   f u r t h e r   i m p r o v e d .   S o m e   m e t h o d s   c o u l d   b e   m a d e   s i m p l e r   w i t h   n e x t   v e r s i o n   o f   t h e   p r o g r a m .   D e f e c t - d e t e c t i o n   p r o c e s s   n e e d s   i m p r o v e m e n t   a s   i t   i s   o n l y   b a s e d   o n   d e t e c t i o n   o f   m i s s i n g   c o m p o n e n t s   i n   t h e   P C B   o r   s c r a t c h e s   o n   a n y   c o m p o n e n t s   a n d   i s   n o t   c o n s i d e r   t o   b e   v e r y   r e l i a b l e   d u r i n g   o u r   t e s t i n g .   H o w e v e r ,   t h i s   p r o c e s s   c o u l d   b e   l a r g e l y   i m p r o v e d   b y   a c c e s s i n g   c o n t r o l l e r   e n v i r o n m e n t   o f   t h e   o b t a i n e d   i m a g e s .   I f   t h e   h i s t o g r a m   o f   t h e   i m a g e   i s   i n   h i g h e r   r e g i o n   f o r   a l l   c h a n n e l s ,   i t   a l s o   i n d u c e s   t h e   i n c a p a b i l i t y   o f   t h e   p r o g r a m   t o   d i s t i n g u i s h   b e t w e e n   a   b a d   c o m p o n e n t   a n d   a   f a l s e   p o s i t i v e .     T h e   s y s t e m   d e v e l o p e d   c o u l d   b e   i m p r o v e d   u p o n   f u r t h e r   r e s e a r c h   o r   r e c o m m e n d a t i o n   b a s e d   m o d i c a t i o n .   T h e   p r o g r a m   i s   w r i t t e n   i n   M A T L A B   w h i c h   i s   a   h i g h   l e v e l   l a n g u a g e ,   t h e   s p e e d   o f   t h e   s y s t e m   c o u l d   e a s i l y   b e   i m p r o v e d   b y   t r a n s l a t i n g   i t   i n t o   a   l o w   l e v e l   l a n g u a g e   s u c h   a s   C + +   w h e r e   O p e n C V   l i b r a r y   i s   m o r e   e a s i l y   a v a i l a b l e   t o   u s e .   T h e   i m a g e   r e g i s t r a t i o n   p r o c e s s   m e t h o d   c o u l d   a l s o   b e   r e p l a c e d   w i t h   a   b e t t e r   p e r f o r m i n g   m e t h o d   t o   a v o i d   e r r o r s   i n   n e x t   p r o c e s s   d u e   n o i s e   a f t e r   i m a g e   r e g i s t r a t i o n .   H o w e v e r ,   t h i s   c o u l d   a l s o   b e   a c h i e v e d   b y   p r o v i d i n g   c o n t r o l l e d   e n v i r o n m e n t .   T o   c o n c l u d e ,   m a c h i n e   v i s i o n   i n s p e c t i o n   e q u i p m e n t   c a n   p e r f o r m   b e t t e r   i f   e q u i p p e d   w i t h   i d e n t i c a t i o n   t e c h n i q u e s   t o   b a s e   t h e   d e c i s i o n s   o n .   M o r e o v e r ,   a   m a c h i n e   v i s i o n   f r i e n d l y   c o l o r   s t a n d a r d s   c o u l d   s e t   f o r   P C B   m a n u f a c t u r e r s   t o   c o l o r   t h e   c o m p o n e n t s   a n d   P C B   i n   c e r t a i n   s t a n d a r d s   f o r   e a s i e r   r e c o g n i t i o n   o f   t h e   c o m p o n e n t s   o r   t h e   d e f e c t s   i n   t h e   P C B s .       R E F E R E N C E S     [ 1 ]   T .   C h e n ,   J .   Z h a n g ,   a n d   Y .   Z h o u ,   A   S m a r t   M a c h i n e   V i s i o n   S y s t e m   f o r   P C B   I n s p e c t i o n ,   E n g .   I n t e l l .   S y s t . ,   p p .   5 1 3 5 1 8 ,   2 0 0 1 .   [ 2 ]   C .   S z y m a n s k i   a n d   M .   R .   S t e m m e r ,   A u t o m a t e d   P C B   I n s p e c t i o n   i n   S m a l l   S e r i e s   P r o d u c t i o n   b a s e d   o n   S I F T   A l g o r i t h m ,   I E E E   I n t .   S y m p .   I n d .   E l e c t r o n . ,   v o l .   2 0 1 5 S e p t e ,   p p .   5 9 4 5 9 9 ,   2 0 1 5 .   [ 3 ]   A .   R o s e n f e l d ,   C o m p u t e r   v i s i o n :   B a s i c   p r i n c i p l e s . ,   P r o c .   I E E E ,   v o l .   7 6 ,   n o .   8 ,   p p .   8 6 3 8 6 8 ,   1 9 8 8 .   [ 4 ]   E .   N .   M a l a m a s ,   E .   G .   M .   P e t r a k i s ,   M .   Z e r v a k i s ,   L .   P e t i t ,   a n d   J .   D .   L e g a t ,   A   S u r v e y   o n   I n d u s t r i a l   V i s i o n   S y s t e m s ,   A p p l i c a t i o n s   a n d   T o o l s ,   I m a g e   V i s .   C o m p u t . ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 1 1 8 8 ,   2 0 0 3 .   [ 5 ]   C .   A .   S w a n s o n   a n d   W .   M .   L a n k f o r d ,   J u s t - i n - t i m e   M a n u f a c t u r i n g ,   B u s .   P r o c e s s   M a n a g .   J . ,   v o l .   4 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 3 3 4 1 ,   1 9 9 8 .   [ 6 ]   D .   G .   L o w e ,   D i s t i n c t i v e   I m a g e   F e a t u r e s   F r o m   S c a l e - I n v a r i a n t   K e y p o i n t s ,   I n t .   J .   C o m p u t .   V i s . ,   2 0 0 4 .   [ 7 ]   S .   K o r m a n ,   D .   R e i c h m a n ,   G .   T s u r ,   a n d   S .   A v i d a n ,   F a s t - M a t c h :   F a s t   A f f i n e   T e m p l a t e   M a t c h i n g ,   I n t .   J .   C o m p u t .   V i s . ,   p p .   1 1 5 ,   2 0 1 6 .   [ 8 ]   H .   B a y ,   A .   E s s ,   T .   T u y t e l a a r s ,   a n d   L .   V a n   G o o l ,   S p e e d e d - U p   R o b u s t   F e a t u r e s   ( S U R F ) ,   C o m p u t .   V i s .   I m a g e   U n d e r s t . ,   2 0 0 8 .   [ 9 ]   Z .   I b r a h i m ,   N .   S a b r i ,   a n d   N .   N .   A b u   M a n g s h o r ,   L e a f   R e c o g n i t i o n   u s i n g   T e x t u r e   F e a t u r e s   f o r   H e r b a l   P l a n t   I d e n t i f i c a t i o n ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 2 1 5 6 ,   2 0 1 8 .   [ 1 0 ]   A .   M .   A h s a n   a n d   D .   B i n   M o h a m a d ,   F e a t u r e s   E x t r a c t i o n   f o r   O b j e c t   D e t e c t i o n   B a s e d   o n   I n t e r e s t   P o i n t ,   v o l .   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   2 7 1 6 2 7 2 2 ,   2 0 1 3 .   [ 1 1 ]   J .   S t a l l k a m p ,   M .   S c h l i p s i n g ,   J .   S a l m e n ,   a n d   C .   I g e l ,   M a n   v s .   c o m p u t e r :   B e n c h m a r k i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h m s   f o r   t r a f f i c   s i g n   r e c o g n i t i o n ,   N e u r a l   N e t w o r k s ,   v o l .   3 2 ,   p p .   3 2 3 3 3 2 ,   A u g .   2 0 1 2 .   [ 1 2 ]   A .   K r i z h e v s k y ,   I .   S u t s k e v e r ,   a n d   G .   E .   H i n t o n ,   I m a g e N e t   C l a s s i f i c a t i o n   w i t h   D e e p   C o n v o l u t i o n a l   N e u r a l   N e t w o r k s ,   A d v .   N e u r a l   I n f .   P r o c e s s .   S y s t . ,   p p .   1 9 ,   2 0 1 2 .   [ 1 3 ]   C .   P r a m e r d o r f e r   a n d   M .   K a m p e l ,   P C B   R e c o g n i t i o n   u s i n g   L o c a l   F e a t u r e s   f o r   R e c y c l i n g   P u r p o s e s ,   P r o c .   1 0 t h   I n t .   C o n f .   C o m p u t .   V i s .   T h e o r y   A p p l . ,   n o .   J a n u a r y ,   p p .   7 1 7 8 ,   2 0 1 5 .   [ 1 4 ]   T e o h O n g ,   C o m p u t e r   M a c h i n e   V i s i o n   I n s p e c t i o n   o n   P r i n t e d   C i r c u i t   B o a r d s   F l u x   D e f e c t s ,   A m .   J .   E n g .   A p p l .   S c i . ,   v o l .   6 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 3 2 7 3 ,   2 0 1 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 9 7   -   3 0 6   3 0 6 [ 1 5 ]   S .   S i n g h   a n d   M .   B h a r t i ,   I m a g e   P r o c e s s i n g   B a s e d   A u t o m a t i c   V i s u a l   I n s p e c t i o n   S y s t e m   f o r   P C B s ,   I O S R   J .   E n g . ,   v o l .   2 ,   n o .   6 ,   p p .   1 4 5 1 1 4 5 5 ,   2 0 1 2 .   [ 1 6 ]   K .   S u n d a r a j ,   P C B   I n s p e c t i o n   f o r   M i s s i n g   o r   M i s a l i g n e d   C o m p o n e n t s   U s i n g   B a c k g r o u n d   S u b t r a c t i o n ,   W S E A S   T r a n s .   I n f .   S c i .   A p p l . ,   v o l .   6 ,   n o .   5 ,   p p .   7 7 8 7 8 7 ,   2 0 0 9 .   [ 1 7 ]   H .   W u ,   X .   Z h a n g ,   Y .   K u a n g ,   G .   O u y a n g ,   a n d   H .   X i e ,   S o l d e r   J o i n t   I n s p e c t i o n   b a s e d   o n   N e u r a l   N e t w o r k   C o m b i n e d   w i t h   G e n e t i c   A l g o r i t h m ,   O p t i k   ( S t u t t g ) . ,   v o l .   1 2 4 ,   n o .   2 0 ,   p p .   4 1 1 0 4 1 1 6 ,   2 0 1 3 .   [ 1 8 ]   E .   R u b l e e ,   V .   R a b a u d ,   K .   K o n o l i g e ,   a n d   G .   B r a d s k i ,   O R B :   A n   E f f i c i e n t   A l t e r n a t i v e   t o   S I F T   o r   S U R F ,   P r o c .   I E E E   I n t .   C o n f .   C o m p u t .   V i s . ,   p p .   2 5 6 4 2 5 7 1 ,   2 0 1 1 .   [ 1 9 ]   Z .   G u ,   L .   C a i ,   Y .   Y i n ,   Y .   D i n g ,   a n d   H .   K a n ,   R e g i s t r a t i o n   o f   B r a i n   M e d i c a l   I m a g e s   B a s e d   o n   S U R F   A l g o r i t h m   a n d   R - R A N S A C   A l g o r i t h m ,   v o l .   1 2 ,   n o .   3 ,   p p .   2 2 9 0 2 2 9 7 ,   2 0 1 4 .   [ 2 0 ]   G .   B r a d s k i ,   T h e   O p e n C V   L i b r a r y ,   D r .   D o b b s   J .   S o f t w .   T o o l s ,   2 0 0 0 .   [ 2 1 ]   Y .   Z h a n g ,   S .   W a n g ,   G .   J i ,   a n d   P .   P h i l l i p s ,   F r u i t   C l a s s i f i c a t i o n   U s i n g   C o m p u t e r   V i s i o n   a n d   F e e d f o r w a r d   N e u r a l   N e t w o r k ,   J .   F o o d   E n g . ,   v o l .   1 4 3 ,   p p .   1 6 7 1 7 7 ,   2 0 1 4 .       B I O G R A P H I E S   O F   A U T H O R S         S h a m s   U r   R e h m a n   r e c e i v e d   h i s   B E n g .   ( H o n s )   d e g r e e   i n   M e c h a t r o n i c   E n g i n e e r i n g   f r o m   A s i a   P a c i f i c   U n i v e r s i t y ,   K u a l a   L u m p u r   a n d   k e e n   o n   s p e c i a l i z i n g   i n   i m a g e   p r o c e s s i n g   a n d   c o m p u t e r   v i s i o n   f i e l d .   A   c o n s c i e n t i o u s   a n d   r e s p o n s i b l e   i n d i v i d u a l ,   w h o   h a s   k e e n   i n t e r e s t   i n   s c i e n c e   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n s .               K a   F e i ,   T h a n g   g r a d u a t e d   w i t h   a   D o c t o r   o f   P h i l o s o p h y   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   a   B a c h e l o r   o f   E n g i n e e r i n g   ( H o n o u r s )   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g   f r o m   t h e   U n i v e r s i t y   o f   B a t h ,   U K .   H e   i s   a l s o   a   C h a r t e r e d   E n g i n e e r   a n d   a   m e m b e r   o f   t h e   I n s t i t u t i o n   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y   ( I E T ) ,   U K .   D r   T h a n g   i s   n o w   s e r v i n g   A s i a   P a c i f i c   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y   a n d   I n n o v a t i o n   ( A P U )   a s   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a n d   H e a d   o f   S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g .   H i s   r e s p o n s i b i l i t i e s   a r e   t o   m a n a g e   t h e   q u a l i t y   p r o c e s s e s   o f   t h e   S c h o o l   i n   t e a c h i n g   a n d   l e a r n i n g   a s   w e l l   a s   e n s u r i n g   c o n t i n u o u s   p r o f e s s i o n a l   a c c r e d i t a t i o n   f o r   a l l   t h e   e n g i n e e r i n g   p r o g r a m m e s .         N .   S .   L a i   b o r n   i n   S e r e m b a n ,   M a l a y s i a ,   i s   c u r r e n t l y   a n   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g ,   A s i a   P a c i f i c   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y   &   I n n o v a t i o n ,   w o r k i n g   i n   t h e   a r e a   o f   m i c r o -   a n d   n a n o - e l e c t r o n i c s .   H e   r e c e i v e d   h i s   B .   E n g .   ( H o n s )   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   ( 2 0 0 7 )   a n d   P h . D .   i n   t h e   f i e l d   o f   S i l i c o n - B a s e d   N a n o - e l e c t r o n i c s   a n d   R a d i a t i o n   D e t e c t o r s   ( 2 0 1 2 )   f r o m   U n i v e r s i t y   o f   N e w   S o u t h   W a l e s ,   A u s t r a l i a .   H i s   m a i n   r e s e a r c h   i n t e r e s t   i n c l u d e s   s e m i c o n d u c t o r   m i c r o -   a n d   n a n o - f a b r i c a t i o n ,   q u a n t u m   d o t   d e v i c e s ,   l o w   t e m p e r a t u r e   ( m i l l i - K e l v i n )   m e a s u r e m e n t s ,   a n d   s e m i c o n d u c t o r   m i c r o d o s i m e t e r s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.