I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   2796 ~ 2 8 0 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 2 7 9 6 - 2 8 0 8           2796       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   O bje ct  dete ction i n print ed ci rcuit   bo a rd quali ty co n trol:  co mpa ring  alg o ri thms fas te regi o n - ba sed co nv o luti o na l neural  networks   a nd  Y O LOv8       J a j a   K us t ij a 1 ,   Dik i F a hriza l 2 ,   M uh a m a d Na s ir 3 ,   Andi   A d ria ns y a h 4 ,   M uh a m m a d H us ni M utt a qin 2   1 P r o g r a m   S t u d y   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   E d u c a t i o n ,   F a c u l t y   o f   T e c h n o l o g y   a n d   V o c a t i o n a l   E d u c a t i o n ,   U n i v e r s i t a s   P e n d i d i k a n   I n d o n e si a ,   B a n d u n g ,   I n d o n e si a   2 M a s t e r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   S c h o o l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   I n f o r mat i c s ,   I n st i t u t   Te k n o l o g i   B a n d u n g ,   B a n d u n g ,   I n d o n e s i a   3 R e s e a r c h   C e n t e r   f o r   En v i r o n me n t   a n d   C l e a n   Te c h n o l o g y ,   B R I N ,   B a n d u n g ,   I n d o n e si a   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a M e r c u   B u a n a ,   Ja k a r t a ,   I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   2 9 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J an   1 6 ,   2 0 2 5     Alo n g   wit h   th e   d e v e lo p m e n t   o f   e lec tro n ic   tec h n o lo g y ,   t h e   i n te g ra ti o n   o f   n u m e ro u c o m p o n e n ts  o n   p ri n ted   c ircu it   b o a rd   ( P CB)  b o a rd h a re su lt e d   i n   in c re a sin g ly   c o m p lex   a n d   i n tri c a t e   lay o u ts.   S m a ll   d e fe c ts  i n   trac e c a n   lea d   to   fa il u re in   e lec tro n ic   fu n c ti o n s,  m a k in g   t h e   in s p e c ti o n   o f   P C su rfa c e   lay o u ts  a   c rit ica p r o c e ss   in   q u a li ty   c o n tr o l.   G iv e n   t h e   l imitatio n o m a n u a l   in sp e c ti o n ,   wh ic h   stru g g les   to   d e tec su c h   d e fe c ts  d u e   to   t h e ir   siz e   a n d   c o m p lex it y ,   t h e re   is a g ro win g   n e e d   fo a   P CB i n sp e c ti o n   sy ste m   th a u ti li z e s   a u to m a ted   o p ti c a i n sp e c ti o n   (A OI)  b a se d   o n   d e e p   lea rn i n g   d e te c ti o n .   Th is   re se a rc h   d e v e lo p a n d   c o m p a r e two   d e e p   lea rn i n g   a lg o r it h m s,  fa ste r   re g io n - b a se d   c o n v o l u ti o n a n e u r a n e two rk (R - CNN a n d   YO LOv 8 ,   t o   id e n ti f y   t h e   m o st   e ffe c ti v e   a lg o ri th m   fo r   d e tec ti n g   d e fe c ts  o n   P C lay o u ts .   Th e   fin d in g o th is  stu d y   in d ica te  th a th e   YO LO v 8   a l g o rit h m   o u tp e rfo rm s   fa ste R - CNN ,   with   th e   YO LOv 8 x   v a rian e m e rg in g   a th e   b e st  m o d e fo r   d e fe c d e tec ti o n .   Th e   YO LOv 8 x   m o d e a c h iev e d   p e rf o rm a n c e   sc o re o f   0 . 9 6 2   (m AP@5 0 ),   0 . 5 0 3   (m AP @5 0 : 9 5 ),   0 . 9 5 3   (P re c isio n ) ,   0 . 9 4 5   (Re c a ll ),   a n d   0 . 9 4 9   (F 1 - sc o re ).   Th e se   re su lt p ro v i d e   a   stro n g   f o u n d a ti o n   f o fu r th e r   re se a rc h   in to   th e   a p p li c a ti o n   o f   AO fo r   P CB  d e fe c d e tec ti o n   a n d   o t h e r   q u a li t y   c o n tr o p ro c e ss e in   m a n u fa c tu rin g ,   u sin g   o p ti m ize d   d e e p   lea rn in g   m o d e ls.   K ey w o r d s :   Au to m ated   o p tical  in s p ec tio n   C o m p ar is o n   o f   al g o r ith m   Fas ter   r eg io n - b ased   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k s   Prin ted   cir cu it b o a r d   d e f ec d etec tio n   YOL Ov 8   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J aja  Ku s tija   Pro g r am   Stu d y   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g   E d u ca tio n ,   Facu lty   o f   T ec h n o lo g y   an d   Vo ca tio n a l E d u ca tio n ,   Un iv er s itas   Pen d id ik an   I n d o n esia   4 0 1 5 4 ,   B an d u n g ,   I n d o n esia    E m ail:  jaja. k u s tija@ u p i.e d u       1.   I NT RO D UCT I O N   Prin ted   cir cu it   b o a r d s   ( PC B s )   ar ess en tial  co m p o n en ts   in   m o d e r n   elec tr o n ics  p r o v id in g   th e   f o u n d atio n   f o r   elec tr ical  co n n ec tio n s   th r o u g h   co n d u ctiv c h an n els,  p ad s ,   an d   s o ld er   jo i n ts .   Ho wev er ,   PC B   s u r f ac es  o f ten   s u f f er   f r o m   d ef ec ts   s u ch   as  m is s in g   h o les,  m o u s b ites ,   o p en   cir cu its ,   s h o r ts ,   s p u r s ,   an d   s p u r io u s   co p p er   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e s f laws  ca n   lead   to   elec tr o n ic  d ev ice  m alf u n ctio n s   a n d   r ed u ce d   e f f icien cy ,   is s u es  th at  ar f u r th er   ex ac e r b ated   b y   th g r o win g   co m p lex ity   o f   PC B   d esig n s   d r iv e n   b y   th p o r tab le   elec tr o n ics  in d u s tr y   [ 3 ] .   T r ad i tio n al  m an u al  in s p ec tio n   m et h o d s ,   wh ile   in itially   co s t - ef f e ctiv e,   h av e   b ec o m e   in ad eq u ate  d u e   to   th eir   s u b j ec tiv ity ,   in co n s is ten cy ,   an d   s u s ce p tib ilit y   to   in s p ec to r   f ati g u e,   m a k in g   th em   u n s u itab le  f o r   m o d er n   h ig h - v o lu m p r o d u ctio n   en v ir o n m en ts   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   au to m ated   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Ob ject  d etec tio n   in   p r in ted   ci r cu it b o a r d   q u a lity c o n tr o l:   c o mp a r in g   a lg o r ith ms     ( Ja ja   K u s tija )   2797   o p tical  in s p ec tio n   ( AOI )   s y s tem s   h av em er g ed   as  t ec h n o lo g ical  leap   in   q u ality   co n tr o f o r   PC B   m an u f ac tu r in g .   AOI   s y s tem s   an aly ze   h ig h - r eso lu tio n   PC B   im ag es  u s in g   alg o r ith m s   to   id e n tify   d ef ec ts   b ased   o n   p r ed ef in e d   c r iter ia,   in clu d i n g   r e f er en ce - b ased   c o m p ar is o n s ,   co m p lian ce   ch ec k s ,   o r   h y b r id   ap p r o ac h es  [ 6 ] T h in teg r atio n   o f   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  h as  f u r th er   r ev o lu tio n ized   AOI   ca p ab ilit ie s ,   en ab lin g   h ig h er   ac cu r ac y   a n d   r ea l - tim a n aly s is .   Desp ite  th ese  ad v an ce m e n ts ,   ch allen g es  r em ain   in   v alid atin g   m o d els  with   r ea l - wo r ld   d ata  a n d   a d d r ess in g   lim itatio n s   in   h an d li n g   u n tr a in ed   d atasets   [ 7 ] .   T h ad v en o f   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  h as  r e v o lu tio n ized   co m p u ter   v is io n ,   e n h a n cin g   th e   ca p ab ilit ies  o f   AOI   s y s tem s .   R ec en s tu d ies,  s u ch   as  th o s u tili zin g   th Sk ip - C o n n ec ted   C o n v o lu tio n al   Au to en co d e r   m o d el,   h av e   ac h iev ed   d e f ec d etec tio n   ac cu r ac ies  ex ce ed in g   9 0 %.  H o wev er ,   th ese  m o d els  s till   f ac ch allen g es,  in clu d in g   th e   n ee d   f o r   r ea l - wo r ld   v alid atio n   an d   lim itatio n s   in   h an d lin g   u n tr ain ed   d ata  [ 8 ] Ad d itio n ally ,   s em i - s u p e r v is ed   lear n in g   ( SS L )   m o d els  th at   lev er ag b o th   lab eled   a n d   u n lab eled   d ata   with   d if f er en au g m en tatio n s   h av s h o wn   im p r o v e d   p er f o r m a n ce   o v er   p u r ely   Su p er v is ed   L ea r n in g   m o d els,  with   er r o r   i n cr ea s es  o f   less   th an   0 . 5 [ 9 ] .   Desp ite  d if f er e n ce s   i n   d atasets   an d   o b ject  class if icatio n ,   th is   r esear ch   p r o v id es   v alu a b le  in s ig h th at  in f o r m   th d ev elo p m en o f   m o r ad v an ce d   alg o r ith m ic  m o d els,  s u ch   as  th o s e   ex p lo r ed   in   th is   r esear ch .   T h i s   r es e a r c h   e x a m i n es   t w o   a d v a n c e d   d e e p   l ea r n i n g   a l g o r i t h m ,   f a s te r   R - C N a n d   YO L O v 8 ,   f o r   PC B   d e f e c t   d e t e c ti o n .   F a s t e r   R - C NN   e m p l o y s   a   r e g i o n   p r o p o s a l   n e t w o r k   ( R PN )   f o r   a c c u r a t e   o b je c t   r e c o g n i t i o n   [ 1 0 ] w h i l e   Y O L O v 8 ,   t h e   l at es t   it er a t i o n   i n   t h Y OL O   s e r i es ,   ex c e l s   i n   r e a l - t i m e   d et e c ti o n   wi t h   h i g h   s p e e d   a n d   p r e c i s i o n   [ 1 1 ] .   A   b i b l i o m e t r ic  a n a l y s is   o f   1 0 5   j o u r n a l   a r t i c le s   i n d e x e d   b y   G o o g l e   S c h o l a r   a n d   S c o p u s   f u r t h e r   h i g h l i g h t s   t h e   i m p o r ta n c e   o f   th e s e   a l g o r i t h m   i n   a d v a n c i n g   d e e p   l e a r n i n g   a p p l i c a ti o n s   f o r   PC B   d e f e c t   d e t e ct i o n   [ 1 2 ] A s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 ,   d e e p   l e a r n i n g ,   Y O L O v 8 ,   an d   f a s t e r   R - C N N   a r e   c e n t r a n o d e s   i n   t h is   f ie l d ,   d e m o n s t r a t i n g   t h ei r   p i v o t a l   c o n t r i b u t i o n s   t o   r ea l - t i m e   a p p l i c at io n s   a n d   e f f i c i e n t   i m a g e   p r o c e s s i n g .   T h is   r esear ch   aim s   to   an aly z an d   co m p ar th e   p er f o r m a n ce   o f   f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8   in   d etec tin g   v ar i o u s   ty p es  o f   PC B   d ef ec ts ,   s u ch   as  m is s in g   h o les,  m o u s b ites ,   o p en   cir cu its ,   s h o r ts ,   s p u r s ,   an d   s p u r io u s   co p p e r .   B y   d o in g   s o ,   th is   r esear ch   co n tr ib u tes  to   th d ev elo p m e n o f   ef f icien an d   ef f ec tiv d ee p   lear n in g   alg o r ith m s   f o r   PC B   d ef ec id en tific atio n ,   o f f er in g   s o lu tio n s   to   th in cr ea s in g   co m p lex ity   o f   v is u ally   u n d etec tab le  f a u lts .   Fu r th er m o r e,   it  p r o v id es  v alu ab le  in s i g h ts   in to   th a p p licatio n   o f   c o m p u ter   v is io n   an d   d ee p   lear n i n g   in   in d u s tr ial  s ettin g s ,   p av in g   th wa y   f o r   m o r e   ad v an ce d   d etec tio n   s y s tem s   ca p ab le  o f   h an d lin g   d iv er s PC B   d ef ec ts .           Fig u r 1 .   An al y s is   n etwo r k   v i s u aliza tio n   VOSv iewe r       2.   O VE RVI E O F   S E L E C T E AL G O RI T H M   2 . 1 .   F a s t er   R - CNN  a lg o rit hm   On m o d el   o r   m eth o d   t h at  c an   b e   u s ed   t o   d etec t   o b jects  in   an   im ag is   th e   f aster   r eg io n - b ased   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   o r   wh at  is   k n o wn   as  f aster   R - C NN.   T h is   m o d el  is   d ev elo p m en o f   th e   p r ev io u s   alg o r ith m ,   n am ely   f ast  R - C NN.   T h g o al  o f   f ast er   R - C NN   is   to   in cr ea s th ac cu r ac y   o f   o b ject  d etec tio n   b y   r ed u cin g   th n u m b er   o f   p r o p o s al  r eg io n s   g en er ated   [ 1 3 ] .   T o   ac h iev th is   g o al,   th is   alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 7 9 6 - 2 8 0 8   2798   r ep lace s   th s elec tiv s ea r ch   m eth o d   in   th f ast  R - C NN   m o d el  with   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k .   T h f aster   R - C NN  m o d el  is   g en er ally   s im ilar   to   th e   f ast  R - C NN  m o d el  b u o n ly   ch an g es  p ar t   o f   t h p r o p o s al  r eg io n   [ 1 4 ] .   R eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   ( R PN)   wo r k s   th r o u g h   th f o ll o win g   s tep s :   a.   Usi n g   3 × 3   co n v o lu tio n al  lay er   with   p ad d in g   1   to   ch a n g th C NN   o u tp u in to   n ew  o u tp u with   n u m b er   o f   c h an n els.   b.   Nex t,  s ev er al  lab eled   b o x es  ar cr ea ted   f o r   ea ch   p ix el  in   th e   f ea tu r m ap   with   d if f e r en s ca les  an d   asp ec t   r atio s .   c.   Fo r   ea ch   la b eled   b o x ,   b in a r y   class   p r ed ictio n   ( o b ject  o r   b ac k g r o u n d )   is   p er f o r m e d ,   a n d   th f ea tu r e   v ec to r   is   p lace d   at  th ce n ter   o f   ea ch   lab eled   b o x .   d.   Af ter   th n o n - m ax im u m   s u p p r ess io n   p r o ce s s ,   th b o u n d i n g   b o x   p r e d icted   as  an   o b ject  is   u s ed   as  a   p r o p o s al  r eg io n .   T h class if icatio n   lo s s     an d   r e g r ess io n   lo s s     ar co m p u ted   as   ( 1 ) ,   ( 2 ) :     ( , ) = l og [ + ( 1 ) ( 1 ) ]                 ( 1 )     ( , ) =  1 ( ) = { 0 . 5 ( ) 2 × 1 2    | | <   1 2 | | 0 . 5       ( 2 )     T h p o s itio n   v ec t o r   ,   r ep r ese n ts   th p r o jecte d   o f f s et  o f   th an ch o r   in   t h r e g io n   p r o p o s al  n etwo r k .   T h e   p r ac tical  o f f s et,     is   v ec to r   o f   th s am d im en s io n s   as    an d   is   co m p ar ed   with   th g r o u n d   t r u th .   T h t o tal  lo s s   f u n ctio n   is   co m p u ted   with     an d   ,   as  ( 7 )   s h o wn   [ 1 5 ] .      ( , ) = 1  ( , ) + 1 ( , )     ( 3 )     I is   im p o r tan to   n o te  t h at   th r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   is   tr ain ed   s im u ltan eo u s ly   with   o th er   co m p o n en ts   o f   th f aster   R - C NN  alg o r ith m   m o d el.   T h r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   was  d ev elo p ed   to   p r o d u ce   h ig h   q u ality   r eg io n   p r o p o s als,  s o   th at  it  ca n   d etec o b jects  with   s m aller   am o u n o f   d ata .   T h ar ch itectu r o f   th f aster   R - C NN  alg o r ith m   is   illu s tr ated   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   Ar c h itectu r f aster   R - C NN  a lg o r ith m       2 . 2 .   YO L O v 8   a lg o rit h m   YOL Ov 8   is   s ig n if ican b r ea k th r o u g h   in   th YOL s er ies,  n o ted   f o r   its   r ea l - tim o b ject  d etec tio n   ca p ab ilit ies.  T h m o d el  ar c h itectu r is   co m p o s ed   o f   f o u r   p r im ar y   co m p o n e n ts th in p u m o d u le,   b ac k b o n e   f ea tu r e x tr ac tio n   n etwo r k ,   n ec k   n etwo r k ,   a n d   d etec ti o n   m o d u le.   T h ese   co m p o n en ts   wo r k   to g eth e r   s ea m less ly   to   p r o ce s s   im ag es ,   ex tr ac t   f ea tu r es,  an d   f o r ec ast  o b ject  class es  an d   b o u n d in g   b o x es  with   g r ea ef f icien cy ,   m a k in g   YOL Ov 8   a   s o lid   s o lu tio n   f o r   m an y   o b ject   r ec o g n itio n   wo r k lo ad s   [ 1 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Ob ject  d etec tio n   in   p r in ted   ci r cu it b o a r d   q u a lity c o n tr o l:   c o mp a r in g   a lg o r ith ms     ( Ja ja   K u s tija )   2799   T h in p u m o d u le  o f   YOL Ov 8   co v er s   cr u cial  f u n ctio n ality   s u ch   as  p ictu r in p u t,  d ata  au g m en tatio n ,   an d   ad ap tiv an ch o r   b o x   co m p u tatio n s .   T h b ac k b o n f e atu r ex tr ac tio n   n etwo r k   lev er ag es  s tr u ctu r es  lik C o n v +Bn +SiL ( C B L ) ,   C S PLa y er _ 2 C o n v   ( c 2 F),   an d   s p atial  p y r am id   p o o lin g - f ast  ( SP PF )   to   ex tr ac t   m ea n in g f u f ea tu r es  f r o m   im ag es.  T h ese  s tr u ctu r es  en h an ce   th m o d el’ s   ab ilit y   to   r ec o g n ize  an d   class if y   o b jects  ac cu r ately .   Me an wh il e,   th n ec k   n etwo r k   em p lo y s   th p ath   ag g r eg atio n   n etwo r k   ( PAN)   s tr u ctu r to   f u s o b ject  in f o r m atio n   ac r o s s   d if f er en s ca les.  T h is   ap p r o a ch   m ak es  YOL Ov 8   h ig h ly   ef f ec tiv in   d etec tin g   o b jects  o f   v a r y in g   s izes  b y   en s u r in g   th at  f ea t u r m a p s   f r o m   m u ltip le  lay er s   ar u tili ze d   o p t im ally .   Fin ally ,   th e   d etec tio n   m o d u le  co m b in es  c lass if icatio n   an d   r eg r ess io n   t ask s   b y   u s in g   a d v an ce d   lo s s   f u n ctio n s   s u ch   as   v ar if o ca l lo s s   ( VFL)   f o r   class i f icatio n   an d   d is tr ib u tio n   f o ca lo s s   ( DFL)   with   co m p lete  in ter s ec tio n   o v er   u n io n   ( C I o U)   lo s s   f o r   r e g r ess io n ,   r es u ltin g   in   p r ec is an d   r eliab le  o b ject  d etec tio n   [ 1 7 ] .   I n   ad d itio n   to   its   ar c h itectu r al   ad v a n tag es,  YOL Ov 8   o f f er s   f lex ib ilit y   in   its   co n f i g u r atio n s ,   allo win g   u s er s   to   ad ju s p ar a m eter s   s u ch   as  wid th ,   d ep th ,   an d   r atio   to   m ee s p ec if ic  p e r f o r m an ce   an d   c o m p u tatio n al   r eq u ir em e n ts .   T h m o d el  is   av ailab le  in   f iv co n f ig u r atio n s ,   in clu d in g   YOL Ov 8 n ,   YOL Ov 8 s ,   YOL Ov 8 m ,   YOL Ov 8 l,  an d   YOL Ov 8 x   ea ch   ca ter in g   to   d if f er e n ap p li ca tio n   n ee d s   [ 1 8 ] E v alu atio n s   h av s h o wn   th at   YOL Ov 8 m   ac h iev es  th e   h ig h est  m AP  at  8 7 . 7 2 %,  w h ile  YOL Ov 8 s   p r o v i d es  b alan ce   b etwe en   p er f o r m an c e   an d   ef f icie n cy   with   a   s m aller   f ile  s ize  an d   f ewe r   lay er s .   T h ese  ch ar ac ter is tics   m ak YOL Ov 8   s u itab le  f o r   a   wid r an g o f   s ce n ar io s ,   f r o m   r eso u r ce - c o n s tr ain ed   en v ir o n m en ts   to   h ig h - p er f o r m a n ce   ap p licatio n s .   T h e   o v er all  ar ch itectu r e   o f   th YOL Ov 8   m o d el,   in clu d i n g   its   b a ck b o n e ,   n ec k ,   an d   h ea d   c o m p o n en ts ,   is   illu s tr ated   in   Fig u r 3 .           Fig u r 3 .   Ar c h itectu r YOL Ov 8   a lg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 7 9 6 - 2 8 0 8   2800   2 . 3 .   Select ing   h y perpa ra m et er   T o   tr ain   th e   d ef ec t   r ec o g n itio n   s y s tem   o n   PC B s ,   we  ap p lied   two   d ataset  ap p r o ac h es:   n o n - a u g m en ted   an d   a u g m en te d   d atasets .   k ey   s tag e   in   t h m o d el  c o n s tr u ctio n   p r o ce s s   b ef o r tr ai n in g   is   s ettin g   th e   h y p er p ar am eter s ,   as  th ese  ca n   co n s id er ab ly   af f ec t   th e   p ac o f   tr ain in g   c o n v e r g en ce   an d   th e   q u ality   o f   th e   r esu ltin g   m o d el.   T ab le   1   d is p lay s   th s elec ted   h y p er p ar a m eter s   u tili ze d   in   tr ai n in g   t h f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8   alg o r ith m s   in   t h is   r esear ch .   I n   ad d itio n   to   th s elec ted   h y p er p a r am eter s ,   th is   r esear ch   u tili ze d   p r e - tr ai n ed   weig h ts   f o r   m o d el  in itializatio n ,   wh ich   im p r o v e d   b o th   tr ain in g   ef f icien c y   a n d   ac cu r ac y   i n   d e f ec d etec tio n .   T h f aster   R - C NN  m o d els  em p lo y ed   R esNet5 0   FP b ac k b o n es,  w h ile  YOL Ov 8   in clu d ed   f iv c o n f ig u r at io n s   r an g i n g   f r o m   YOL Ov 8 n   ( 6 . 2   MB)  to   YOL Ov 8 x   ( 1 3 1   MB).   Am o n g   t h ese,   YOL Ov 8 x   d e m o n s tr ated   s u p er io r   p er f o r m an ce   d u to   its   h ig h er   m o d el  ca p ac i ty   an d   o p tim ize d   weig h co n f ig u r atio n s .   B y   s elec tin g   r elev a n h y p er p ar am eter s   an d   ap p ly in g   p r e - tr ai n ed   weig h ts ,   we  s tr iv to   im p r o v b o th   th tr ain in g   s p ee d   an d   th ac c u r ac y   o f   th m o d el,   en s u r in g   th e   h ig h est p o s s ib le  p er f o r m an ce   in   d ef ec t d etec tio n   o n   PC B   lay o u ts .       T ab le  1 .   Settin g   h y p er p ar am et er   alg o r ith m   H y p e r p a r a me t e r   F a st e r   R - C N N   Y O LO v 8   I n p u t   i m a g e   s i z e   6 4 0 × 6 4 0   ( p x )   6 4 0 × 6 4 0   ( p x )   Ep o c h s   50   1 0 0   Le a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 1   0 . 0 1   B a t c h   s i z e   8   16   W o r k e r s   4   8   D e v i c e   C u d a   C u d a   W e i g h t d e c a y   N u l l   0 . 0 0 0 5       3.   RE S E ARCH   M E T H O D   3 . 1 .   T he  re s ea rc h sta g e   T h is   r esear ch   was  u n d e r tak e n   th r o u g h   a   s er ies  o f   s tag es  m ea n to   test   th e f f icac y   o f   th f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8   alg o r it h m s   in   f in d in g   d ef ec ts   in   PC B   lay o u ts .   T h r esear c h   p r o ce s s   is   s u m m ar ized   in   th f lo wch ar s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h ap p r o ac h   b eg i n s   with   d etailed   liter atu r r esear c h ,   f o c u s in g   o n   b o th   d ef ec d etec tio n   u tili zin g   f aste r   R - C NN  an d   YOL Ov 8   alg o r i th m s   an d   g en e r ic  d e f ec id e n tific atio n   tech n iq u es  f o r   PC B   lay o u ts .   T h is   f o u n d atio n al  r ev iew  was  cr itical  f o r   co m p r eh en d in g   t h co r t h eo r ies  an d   r elate d   ad v an ce m e n ts ,   d ir ec tin g   th e   e n s u in g   ex p er im en tal  d esig n   [ 1 9 ] .   T h d ataset  f o r   th is   r esear ch ,   s o u r ce d   f r o m   Hu a n g   et   a l.   [ 2 0 ] c o n s is o f   1 0   PC B s   with   6 9 3   im a g es,   r ep r esen tin g   s ix   d ef ec ty p es,  in clu d in g   m is s in g   h o le,   m o u s b ite,   s h o r t,  o p en   cir cu it,  s p u r ,   an d   s p u r io u s   co p p er .   I m ag es  wer m an u all y   lab eled   u s in g   R o b o f lo to o ls ,   g en er atin g   . x m f iles   f o r   f as ter   R - C NN   an d   . tx f iles   f o r   YOL Ov 8 .   T h lab el ed   d ata  was  d iv id ed   in to   tr ai n in g   ( 8 5 %),   v alid atio n   ( 1 0 %) ,   an d   test in g   ( 5 %)  s u b s ets.  Data   au g m en tatio n   te ch n iq u es,  s u c h   as  90 - d e g r ee   r o tatio n s ,   s m all - an g le  r o tatio n s   ( - 15 o   to   + 1 5 o ) ,   an d   h o r izo n tal/v e r tical  s h ea r s ,   wer ap p lied   to   en h a n ce   d ataset  d iv er s ity   an d   r ed u ce   o v er f itti n g .   Sep ar ate  t r ain in g   s ess io n s   wer co n d u cted   f o r   Fas ter   R - C NN  an d   YOL Ov 8   u s in g   au g m e n ted   an d   n o n - a u g m en ted   d atasets .   Mo d el  p er f o r m an ce   was  ev alu ated   u s in g   co n f u s io n   m atr i x ,   f o cu s in g   o n   k e y   m etr ics  lik p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e ,   I o U,   an d   m AP.  T h e s ev alu atio n s ,   co m b in ed   with   tr ain in g   tim es  an d   d etec tio n   s p ee d s ,   p r o v id ed   a   th o r o u g h   ass ess m en t o f   ea ch   a lg o r ith m ' s   ca p ab ilit ies f o r   PC B   d ef ec d etec tio n   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .           Fig u r 4 .   T h p r o ce d u r r esea r ch       3 . 2 .   Da t a s et   c o llect io n   I n   th is   r esear c h ,   th d ataset  f o r   d ef ec t   d etec tio n   in   PC B   lay o u ts   co m p r is es  6 9 3   im a g es  ca p tu r ed   with   1 6 - m eg ap i x el  HD  in d u s tr ial  ca m er a   eq u i p p ed   with   co m p lem en tar y   m etal - o x id e - s em ic o n d u ct o r   ( C MO S )   s en s o r .   T h o r ig in al  r eso lu tio n   o f   4 6 0 8 ×3 4 5 6   p ix els  was  r e s ized   to   6 4 0 ×6 4 0   p ix els  to   s tan d ar d ize  i n p u s ize  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Ob ject  d etec tio n   in   p r in ted   ci r cu it b o a r d   q u a lity c o n tr o l:   c o mp a r in g   a lg o r ith ms     ( Ja ja   K u s tija )   2801   f o r   ea ch   m eth o d   [ 2 0 ] T h is   r eso lu tio n   was  ch o s en   b ased   o n   p r elim in ar y   ex p e r im en ts ,   b alan cin g   co m p u tatio n al   ef f icien c y   with   th p r eser v atio n   o f   ess en tial  f ea tu r es  f o r   ac cu r ate  d e f ec d et ec tio n .   T h d ataset   in clu d es  s ix   d ef ec t y p es,  as  s u m m ar ized   i n   T ab le   2 ,   t h im ag es  ar d is tr ib u ted   ev en l y   ac r o s s   d ef ec class es,   en co m p ass in g   2 , 5 9 3   d ef ec p o in ts .   T h is   b alan ce d   d is tr ib u tio n   is   cr u cial  f o r   tr ain in g   r o b u s m o d el  ca p ab le  o f   g en er alizin g   e f f ec tiv ely   ac r o s s   all  d ef ec t ty p es.       T ab le  2 .   Dis tr ib u tio n   o f   n u m b er   o f   im a g es a n d   d e f ec t p o i n ts   o f   HR I PC B   d atase t   R e f e r e n c e   P C B   A d j u st e d   s i z e   D e f e c t   t y p e   M i ss i n g   h o l e   M o u s e   b i t e   O p e n   c i r c u i t   S h o r t   S p u r   S p u r i o u c o p p e r   I mag e   1   6 4 0 × 6 4 0   20   20   20   20   20   20   I mag e   4   6 4 0 × 6 4 0   20   20   20   20   20   20   I mag e   5   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   6   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   7   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   8   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   9   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   1 0   6 4 0 × 6 4 0   5   5   6   6   5   6   I mag e   1 1   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   I mag e   1 2   6 4 0 × 6 4 0   10   10   10   10   10   10   N u mb e r   i m a g e   ( a mo u n t   o f   d e f e c t )   1 1 5   ( 4 9 7 )   1 1 5   ( 4 9 2 )   1 1 6   ( 4 8 2 )   1 1 6   ( 4 9 1 )   1 1 5   ( 4 8 8 )   1 1 6   ( 5 0 3 )   6 9 3   ( 2 5 9 3 )       3 . 3 .   O v er a ll  s y s t em   c o nfig ura t io n   T h p ip elin e   o f   th e   PC B   d ef ec d etec tio n   s y s tem   p r o p o s ed   in   th is   r esear ch   is   illu s tr ated   i n   Fig u r e   5 .   T h p r o ce s s   b eg in s   with   p r e - p r o ce s s in g ,   wh er th PC B   d ataset  is   s tan d ar d ized   u s in g   a n   au to - o r ien tatio n   tech n iq u to   alig n   all  im ag es  ac co r d in g   to   d e f in ed   s tan d a r d s   [ 2 3 ] T h im ag es  ar e   th en   r esized   to   6 4 0 × 6 4 0   p ix els,  b alan cin g   c o m p u tatio n al  ef f icien c y   with   th r eso lu tio n   r eq u ir e d   of   ac c u r ate  d e f ec d etec tio n .   Data   au g m en tatio n   tech n iq u es,  s u c h   as  r o tatio n s   an d   s h ea r in g ,   a r ap p lied   to   en h a n ce   d ataset  d iv er s ity ,   s im u latin g   r ea l - wo r ld   v a r iatio n s   in   PC B   m an u f ac tu r in g   a n d   in s p ec tio n   [ 2 4 ] .   Fo llo win g   p r e - p r o ce s s in g   a n d   au g m en tatio n ,   th d ataset  is   u s ed   to   tr ai n   two   d ee p   lear n in g   alg o r ith m s ,   f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8 .   B o th   alg o r ith m s   ar tr ain ed   o n   a u g m en te d   a n d   n o n - au g m en ted   d atasets   to   ev alu ate  th eir   p er f o r m an ce   u n d er   d if f e r en co n d itio n s .   T h is   ap p r o ac h   p r o v id e s   in s ig h ts   in to   ea ch   m o d el' s   s tr en g th s   an d   lim itatio n s   in   h an d lin g   d ata   v ar iab ili ty .   On ce   tr ain ed ,   th e   m o d els  p r ed ict  d ef ec ts   in   PC B   lay o u ts ,   g e n er atin g   d e f ec d etec tio n   m ap .   T h is   m a p   h ig h lig h ts   d etec ted   d ef ec ts   b ased   o n   p r e d ef in ed   th r esh o ld s ,   clea r ly   in d icatin g   wh eth er   PC B   is   d ef ec tiv o r   n o r m al.   Su ch   o u tp u ts   ar c r itical  f o r   p r ac tical  ap p licatio n s ,   en s u r in g   q u ic k   a n d   r eliab le  d e f ec t id en tific atio n   in   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   [ 2 5 ] .           Fig u r 5 .   Ov e r all  s y s tem   co n f i g u r atio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 7 9 6 - 2 8 0 8   2802   3 . 4 .   P re - pro ce s s ing   da t a s et   Data   p r ep ar atio n   was  u n d er ta k en   with   two   p r im ar y   o b jecti v es,  to   c o r r ec im a g o r ien tat io n   an d   to   n o r m alize   im ag d im en s io n .   T h A u to - Ori en t ”  f ea tu r was u tili ze d   to   au to m atica lly   f ix   th o r ien tatio n   b ased   o n   E XI m etad ata,   en s u r in g   u n if o r m   v is u al  alig n m en a cr o s s   all  p h o to s .   Su b s eq u e n tly ,   all   p h o to g r ap h s   wer d o wn s ized   to   6 4 0 × 6 4 0   p ix els   u s in g   th e   R esiz I ma g e ”  t o o l,  s tan d ar d izin g   th eir   p r o p o r ti o n s   f o r   th t r ain in g   p r o ce s s .   T h ese  p r e p ar atio n   s te p s   ar cr itical  f o r   e n s u r in g   th a th d ataset  is   co n s is ten an d   s u itab le  f o r   m o d el  tr ain in g .   Pro p er   o r ien tatio n   a n d   s ize  u n if o r m ity   ar e   cr itical  f o r   d eliv er in g   ac cu r ate  an d   d ep en d a b le  tr ain in g   o u tco m es  [ 2 6 ] .   Step   1:   Au to m atica lly   c o r r ec t   im ag e   o r ien tatio n ,   t h A u to - Ori en t   f u n ctio n   id e n tifie s   a n d   c o r r ec ts   im a g o r ien tatio n   b ased   o n   E XI m etad ata  to   en s u r v is u al  co n s is ten cy .   T h im ag is   r o tated   as  r eq u ir ed   b ased   o n   th e   r ec o r d ed   o r ien tat io n   o f   1 8 0 o ,   2 7 0 o ,   an d   9 0 o .   Step   2:   No r m alize   im ag e   d im en s io n s ,   all  im ag es  in   th e   d ataset  ar r esized   to   6 4 0 × 6 4 0   p ix els  u s in g   th e   f u n ctio n   R esiz I ma g e ,   to   en s u r s ize  u n if o r m ity   b ef o r tr ain i n g   th n eu r al  n etwo r k   m o d el.     3 . 5 .   Da t a s et   a ug m ent a t io n   T r ain in g   n e u r al  n etwo r k   m o d els  o f ten   r eq u ir es  lar g e - s ca le  d atasets   d u to   th lar g co m p lex ity   o f   m o d el  p ar a m eter s   [ 2 7 ] Ho we v er ,   p r o d u ct  d ef ec ts   d u r in g   th m an u f ac tu r in g   p r o ce s s   ten d   to   b r ar e   an d   t h e   v ar iety   o f   d ef ec ty p es  m ay   c h an g d u r in g   m ass   p r o d u cti o n .   I n   th is   r esear ch ,   th u s o f   u n - au g m e n ted   an d   au g m en ted   d atasets   is   tak en   in to   co n s id er atio n   to   d eter m in t h lev el  o f   p er f o r m a n ce   an d   in f lu en ce   with   th ese   two   m eth o d s .   W a p p ly   a u g m en tatio n   tech n iq u es,  9 0 o   r o t ate  ( clo ck wis e,   co u n ter - clo c k wis e,   u p s id d o wn ) ,   r o tatio n   ( b etwe en   - 1 5 °  an d   +1 5 °),   an d   s h ea r   ( ± 1 0 °  h o r iz o n tal ,   ± 1 0 °  v er tical ) .   C lo ck w is e,   ea ch   im ag is   r o tated   9 0 o   cl o ck wis to   s im u late  ch an g in   o r ien tatio n .   C o u n ter - cl o ck wis e ,   s im ilar   p r o ce s s   is   p er f o r m ed   b u in   th o p p o s ite  d ir ec tio n   t o   ad d   o r ien tatio n   v ar iatio n .   U p s id d o wn ,   th im ag is   r o tated   b y   1 8 0 o   to   f u lly   cr ea te  th b est  im ag c o n d itio n s ,   ad d in g   m o r e   o r ien tatio n   v a r iatio n s .   T h en ,   r an d o m   r o tatio n   b etwe en   - 15 o   a n d   +1 5 o   to   s im u late  p o s itio n al  im p er f ec tio n s   th at   m ay   o cc u r   d u r in g   t h p r o d u ctio n   o r   i n s p ec tio n   p r o ce s s .   Fu r th er m o r e ,   s h ea r   au g m e n tatio n   is   ca r r ied   o u to   s im u late  th ef f ec ts   o f   p r ess u r o r   ten s io n   o n   th PC B   wh ich   ca n   af f ec t th s h ap o r   r elativ p o s itio n   o f   c o m p o n en t s   an d   d ef ec ts .     3 . 6 .   Da t a s et   s pli t t ing   Fo llo win g   p r e p r o ce s s in g   a n d   d ata  au g m e n tatio n ,   th d ataset   was  s ep ar ated   in to   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s ets.  T h s p lit  was  ac co m p lis h ed   p r o p o r tio n ally ,   8 5 f o r   tr ain in g ,   1 0 f o r   v ali d atio n ,   an d   5 f o r   test in g .   T ab le  3   s h o wn   th d is tr ib u tio n   o f   p h o to s   an d   d ef e cts  ac r o s s   th ese  s u b s et s   f o r   b o th   au g m en te d   an d   non - a u g m en te d   d ataset.   T h e   p r o p o r ti o n   8 5 /1 0 /5   s p lit  is   g e n er ally   estab lis h ed   m eth o d   in   m ac h in lear n in g ,   g iv in g   ad e q u ate  d ata  f o r   tr ain i n g   wh ile  g u ar a n teein g   th at  th v alid atio n   an d   test in g   s ets  ar r ep r esen tativ o f   th wh o le  d ataset.   T h is   d iv id e   s u p p o r ts   r o b u s t m o d el  e v alu at io n   an d   r ed u ce s   th e   p o s s ib ilit y   o f   o v er f itti n g .       T ab le  3 .   Sp litt in g   n o n - a u g m e n ted   d ataset  an d   au g m en ted   d at aset     N o n - a u g me n t a t i o n   A u g m e n t a t i o n   N u mb e r   o f   i m a g e s   N u mb e r   o f   d e f e c t s   N u mb e r   o f   i m a g e s   N u mb e r   o f   d e f e c t s   Tr a i n   5 8 9   2 1 4 8   1 7 6 7   7 5 2 3   V a l i d   69   2 9 3   69   2 9 3   Te st   35   1 5 2   35   1 5 2   To t a l   6 9 3   2 5 9 3   1 8 7 1   7 9 6 8       3 . 7 .   P er f o rma nce  e v a lua t io   T h p er f o r m a n ce   o f   t h d ef e ct  d etec tio n   m o d els  was  ev alu ated   u s in g   c o n f u s io n   m atr ix ,   wh ich   p r o v id es  in s ig h ts   in to   th m o d els’  p r ed ictio n s   ac r o s s   s ix   d ef ec class e s ,   in clu d in g   m is s i n g   h o le,   m o u s b ite,   s h o r t,  o p e n   cir cu it,  s p u r ,   s p u r io u s   co p p e r .   T h c o n f u s io n   m atr ix   is   tab le  with   f o u r   c ells   th at  s h o th e   n u m b er   o f   ac cu r ate  a n d   e r r o n e o u s   g u ess es  f o r   ea ch   item   ty p e .   T h e   co n f u s io n   m atr ix   h as  ce l ls   f o r   tr u p o s itiv ( T P),   tr u n eg ativ ( T N) ,   f alse p o s i tiv ( FP ) ,   an d   f alse n eg ati v ( FN) .   K e y   m e t r i c s   s u c h   a s   m e a n   a v e r a g e   p r e c i s i o n   ( m A P ) ,   p r e c i s i o n ,   r e c a l l ,   a n d   F 1 - s c o r e   w e r e   d e r i v e d   f r o m   t h e   c o n f u s i o n   m at r i x .   P r e c is i o n   m e a s u r es   t h p r o p o r t i o n   o f   c o r r e c t l y   i d e n t i f i e d   p o s i ti v e   i n s t a n c es ,   w h i l r e c a ll  e v a l u a t es   t h e   m o d e l s   a b i l it y   t o   d e t e c t   a ll   r e l e v a n t   p o s i ti v i n s t a n c es .   T h e   F 1 - s c o r e   c o m b i n e s   p r e c is i o n   a n d   r e c a l l   t o   p r o v i d e   a   b al a n c e d   a s s e s s m e n t   o f   t h e   m o d el s   p e r f o r m a n c e .   A d d i t i o n a ll y ,   m AP   u t i li z e s   t h e   i n t e r s e c ti o n   o v e r   u n i o n   ( I o U )   t o   e v a l u a t e   t h e   s i m il a r i t y   b et w e e n   p r e d i ct e d   a n d   g r o u n d   t r u t h   b o u n d i n g   b o x e s   [ 2 8 ] .      @ = 1  = 1              ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Ob ject  d etec tio n   in   p r in ted   ci r cu it b o a r d   q u a lity c o n tr o l:   c o mp a r in g   a lg o r ith ms     ( Ja ja   K u s tija )   2803     =   +      ( 5 )       =   +      ( 6 )     1  = 2 (   ) (   + )     ( 7 )       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   4 . 1 .   P er f o rm   re s ult  wit h no n - a ug m ent a t io n da t a s et   T h o b jectiv e   o f   th is   in v es tig atio n   is   to   ascer tain   t h e   o p tim al  m o d els  an d   p r o ce d u r es  f o r     un - au g m en ted   o r   u n m o d if ied   d atasets .   T ab le  4   s h o as  s u m m ar ized   d ep icts   th p e r f o r m a n ce   an al y s is   o u tco m es  o f   b o th   alg o r ith m s   o n   v ar i o u s   m o d el  v ar iatio n s   u tili zin g   an   u n alter e d   d ataset  m eth o d o l o g y .   T h e   ex am in ed   m etr ics  co n s is o f   m AP@ 5 0 ,   m AP@ 5 0 :9 5 ,   p r ec is io n ,   r ec all ,   a n d   F1 - Sco r e   f o r   ea ch   s etu p   o f   th e   m o d el.       T ab le  4 .   B est  p er f o r m   m o d el  with   n o n - a u g m en tatio n   d atase t   M o d e l   V a r i a n   mA P @ 5 0   mA P @ 5 0 : 9 5   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   F a st e r   R - C N N   Re sN e t 5 0   FP N   0 . 7 5 5   0 . 3 0 2   0 . 2 1 6   0 . 3 2 6   0 . 2 5 7   Re sN e t 5 0   FP N   v 2   0 . 7 6 3   0 . 3 2 5   0 . 2 4 3   0 . 3 4 6   0 . 2 8 3   Y O LO   v 8 n   0 . 8 7 3   0 . 4 1 8   0 . 8 8 4   0 . 8 4 8   0 . 8 6 6   v 8 s   0 . 9 2 4   0 . 4 6 1   0 . 9 5 1   0 . 8 9 4   0 . 9 2 1   v 8 m   0 . 9 3 7   0 . 4 8 6   0 . 9 5 4   0 . 9 0 1   0 . 9 2 7   v 8 l   0 . 9 6 3   0 . 5 1 8   0 . 9 4 6   0 . 9 2 5   0 . 9 3 5   v 8 x   0 . 9 4 9   0 . 4 9 1   0 . 9 5 6   0 . 9 2 0   0 . 9 3 8       Fas ter   R - C NN  with   th R e s Net5 0   FP v 2   b ac k b o n ac h iev ed   m AP@ 5 0   o f   0 . 7 6 3   an d   a   m AP@ 5 0 :9 5   o f   0 . 3 2 5 ,   m ak in g   it  th b est - p er f o r m in g   v ar ia n am o n g   Fas ter   R - C NN  m o d els.  I n   co n tr ast,  th e   YOL Ov 8   m o d els  co n s is ten tly   o u tp er f o r m e d   f aster   R - C NN,   with   YOL Ov 8 ac h iev in g   th e   h ig h est  m AP@ 5 0   o f   0 . 9 6 3   an d   m AP@ 5 0 :9 5   o f   0 . 5 1 8 .   T h ese  r esu lts   em p h asize  YOL Ov 8 s u p er io r   a b ilit y   to   d etec PC B   d ef ec ts ,   s h o wca s in g   h ig h e r   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess   ac r o s s   all  m etr ics.   T h f in d in g s   alig n   with   p r io r   r esear ch ,   s u ch   as  Yu s r o   et  a l.   [ 2 9 ] ,   wh ic h   h ig h lig h ted   Y OL O - b ased   m o d els  as  th p r ef er r ed   ch o i ce   f o r   r ea l - tim o b ject  d etec tio n   d u to   th eir   s p ee d   an d   p r ec is io n .   T h is   s tu d y   ex ten d s   th o s f in d in g s ,   d e m o n s tr atin g   YOL Ov 8 n o tab le   ad v an tag es  in   g en er aliza tio n ,   p ar ticu lar l y   f o r   d etec tin g   s m all  d ef ec ts .   T h e   r esu lts   u n d er s co r YOL Ov 8 ef f icien cy   a n d   s u itab ilit y   f o r   PC B   s u r f ac f law  d etec tio n   task s ,   esp ec ially   in   s ce n ar io s   r eq u i r in g   h ig h   p r ec is io n   an d   s p ee d .     4 . 2 .   P er f o rm   re s ult  wit h a ug m ent a t io n da t a s et   Af ter   an aly zin g   th p e r f o r m a n ce   o n   th d ataset  with o u a u g m en tatio n ,   it  is   cr u cial  to   ex am in h o w   th two   alg o r ith m s   r esp o n d   t o   th e   co n d itio n s   o f   an   ex p a n d ed   d ataset.   T h is   co m p ar is o n   o f f e r s   v ital  in s ig h ts   in to   th r esil ien ce   an d   ad ap tab ilit y   o f   ea c h   alg o r ith m   u n d er   i n cr ea s in g ly   c o m p licate d   an d   v ar ie d   d ata   cir cu m s tan ce s .   T ab le  5   s h o w   th p er f o r m a n ce   o f   b o th   alg o r ith m s   wh en   ass ess ed   o n   th e   au g m en ted   d ataset,   u s in g   th s am p er f o r m a n ce   a s s es s m en t m etr ics as in   th n o n - au g m e n ted   d ataset  r esear ch .       T ab le  5 .   B est  p er f o r m   m o d el  with   au g m en tatio n   d ataset   M o d e l   V a r i a n   mA P @ 5 0   mA P @ 5 0 : 9 5   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   F a st e r   R - C N N   Re sN e t 5 0   FP N   0 . 7 5 4   0 . 2 7 5   0 . 2 8 6   0 . 3 7 2   0 . 3 2 3   Re sN e t 5 0   FP N   v 2   0 . 8 2 6   0 . 3 3 8   0 . 3 1 6   0 . 4 1 1   0 . 3 5 7   Y O LO   v 8 n   0 . 9 1 4   0 . 4 3 4   0 . 9 4 8   0 . 8 4 1   0 . 8 9 2   v 8 s   0 . 9 2 7   0 . 4 8 8   0 . 9 3 9   0 . 9 0 6   0 . 9 2 2   v 8 m   0 . 9 4 9   0 . 4 8 1   0 . 9 4 9   0 . 9 1 6   0 . 9 3 2   v 8 l   0 . 9 5 1   0 . 4 8 0   0 . 9 5 4   0 . 9 0 9   0 . 9 3 1   v 8 x   0 . 9 6 2   0 . 5 0 3   0 . 9 5 3   0 . 9 4 5   0 . 9 4 9       On   th au g m en ted   d ataset,   f aster   R - C NN  with   th R esNet5 0   FP v 2   b ac k b o n ac h iev e d   its   h ig h est  m AP@ 5 0   s co r o f   0 . 8 2 6   an d   m AP@ 5 0 :9 5   o f   0 . 3 3 8 ,   in d icat in g   an   im p r o v em en co m p a r e d   to   its   p er f o r m an ce   o n   n o n - au g m e n ted   d ata.   T h is   d em o n s tr ates  th at  au g m en tatio n   en h an ce s   its   ab ilit y   to   d et ec d ef ec ts   o n   PC B   s u r f ac es.  Me an wh ile,   YOL Ov 8 x   s h o we d   th e   b est  o v er all   p er f o r m a n ce ,   ac h iev in g   a   m AP@ 5 0   o f   0 . 9 6 2   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 7 9 6 - 2 8 0 8   2804   m AP@ 5 0 :9 5   o f   0 . 5 0 3 ,   f u r th er   s o lid if y in g   its   p o s itio n   as  th m o s ef f ec tiv m o d el  f o r   f au lt   d etec tio n   o n   PC B   lay o u ts .   T h e   YOL Ov 8 x   m o d el  o u t p er f o r m ed   f aster   R - C NN  ac r o s s   all  m etr ics,  s h o wca s in g   s u p er io r   r o b u s tn ess   an d   v er s atility   wh en   tr ain ed   o n   h eter o g en eo u s   d ata.   T h s ig n if ican im p r o v em e n in   m AP@ 5 0 :9 5   h ig h lig h ts   YOL Ov 8 x   a b ilit y   t o   g e n er alize   b etter ,   p a r ticu lar l y   f o r   d etec tin g   s m aller   d ef ec ts .   T h ese  f in d in g s   ar co n s is ten with   p r ev io u s   s tu d ies,  s u ch   as  Yao   et  a l.   [ 3 0 ] ,   wh ich   em p h asized   th im p o r tan ce   o f   au g m en tatio n   in   im p r o v in g   th e   p er f o r m a n ce   o f   d ee p   lear n in g   m o d els f o r   o b ject  d etec tio n .     4 . 3 .   Ana ly s is   co m pa riso n a lg o rit hm   T h is   s ec tio n   co m p ar es  th f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8   al g o r ith m s ,   f o c u s in g   o n   th eir   s p ee d   an d   ac cu r ac y   in   d etec tin g   PC B   d ef ec ts .   Fas ter   R - C NN   em p lo y s   two - s tag ap p r o ac h   with   R PN,  wh ich   is   ef f ec tiv in   id en tify in g   s m all   an d   c o m p le x   o b jects  b u r e s u lts   in   s lo wer   p er f o r m an ce .   T r ain in g   tim es  f o r   Fas ter   R - C NN  ar r ec o r d ed   at  1 . 8 5   s ec o n d s   p er   iter ati o n   an d   4 0 8 . 8 5   s ec o n d s   p er   ep o ch   d u to   its   co m p u tatio n ally   in te n s iv ar ch itectu r e.   I n   co n tr ast,  YOL Ov 8   u tili ze s   s in g le - s h o d etec tio n   ap p r o ac h ,   p r ed ictin g   b o u n d i n g   b o x es  an d   o b ject  p r o b ab ilit ies  d ir ec tly ,   s ig n if ican tly   r ed u cin g   tr ain in g   tim es  to     1 . 1 3   s ec o n d s   p er   iter atio n   a n d   1 1 3   s ec o n d s   p er   ep o c h .   T h is   h ig h lig h ts   YOL Ov 8   ef f icien c y   an d   s u itab ilit y   f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .   T h im p ac o f   d ataset  au g m e n tatio n   o n   m o d el  p e r f o r m an ce   i s   ev id en t,  as  s ee n   in   Fig u r e   6 .   W h ile  th non - a u g m en te d   YOL Ov 8 ac h iev es  p r ec is io n   o f   0 . 9 4 6 ,   r ec all  o f   0 . 9 2 5 ,   an d   F1 - s c o r o f   0 . 9 3 5 ,   th au g m en ted   YOL Ov 8 x   s u r p ass es  it  with   m etr ics  o f   0 . 9 5 3 ,   0 . 9 4 5 ,   an d   0 . 9 4 9 ,   r esp ec tiv ely .   T h is   d em o n s tr ates  th s ig n if ican ce   o f   a u g m en tat io n   in   im p r o v in g   m o d el   p er f o r m an ce .   C o n s is ten with   Yao   et  a l.   [ 3 0 ] ,   t h ese  f in d in g s   h ig h lig h th au g m en ted   YOL Ov 8 x   as  th m o s ef f ec tiv co n f ig u r atio n ,   c o m b in in g   s u p er io r   ac cu r ac y   with   p r o ce s s in g   ef f i cien cy ,   p ar ticu lar ly   f o r   d etec t in g   f a u lts   o n   PC B   lay o u ts .   o wn   in   Fig u r 7 ,   th e   au g m en ted   YOL Ov 8 x   ac cu r a tely   id en tifie s   d ef ec ts   s u ch   as  s p u r io u s   co p p er   an d   o p en   cir cu its   with   h ig h   co n f id en ce ,   o u tp er f o r m in g   b o th   th e   n o n - au g m en ted   YOL Ov 8 an d   f aster   R - C NN  ( R esNet5 0   FP v 2 )   i n   d etec tio n   ac cu r ac y .   T h ese  r e s u lts   em p h asize  th cr itical  r o le  o f   d ataset  au g m en tatio n   in   en h an ci n g   th e   r o b u s tn ess   an d   r eliab ilit y   o f   d ee p   lear n in g   m o d els f o r   d e f ec t d etec tio n .           Fig u r e   6 .   An al y s is   r esu lt c o m p ar is o n   alg o r ith m       I n   co n clu s io n ,   YOL Ov 8 x   d em o n s tr ates  s u p er io r   p er f o r m an c in   b o th   s p ee d   an d   ac cu r ac y ,   m ak in g   it   th m o s r o b u s an d   ef f icien t   s o lu tio n   f o r   r ea l - tim PC B   d ef ec d etec tio n .   Fu tu r r esea r ch   co u l d   f o c u s   o n   d ev elo p in g   h y b r id   m o d els  th at  co m b in t h p r ec is io n   o f   two - s tag d etec to r s   lik f aste r   R - C NN  with   th co m p u tatio n al   ef f icien c y   o f   s i n g le - s tag d etec to r s   lik YOL Ov 8 .   Ad d itio n ally ,   ap p ly i n g   YOL Ov 8 x   to   d etec t   o th er   d ef ec ty p es  o r   o p er ate  in   d iv er s in d u s tr ial  co n te x ts   wo u ld   v alid ate  its   v er s atility   f u r th er .   E v alu atin g   th ese  alg o r ith m s   o n   ed g d ev i ce s   o r   in   d is tr ib u ted   co m p u tin g   en v ir o n m en ts   co u ld   u n lo ck   n ew  o p p o r tu n ities   f o r   r ea l - tim d ef ec t d etec tio n   i n   in d u s tr ies r eq u i r in g   lo w - late n cy   p r o ce s s in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Ob ject  d etec tio n   in   p r in ted   ci r cu it b o a r d   q u a lity c o n tr o l:   c o mp a r in g   a lg o r ith ms     ( Ja ja   K u s tija )   2805       Fig u r e   7 .   Dete ctio n   r esu lts   o f   ad v an ce d   o b ject  d etec tio n   alg o r ith m s       5.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   s u cc ess f u lly   d ev elo p ed   r o b u s d ef ec d etec tio n   s y s tem   f o r   PC B   lay o u ts   u s in g   two   ad v an ce d   d ee p   lear n in g   al g o r i th m s ,   f aster   R - C NN  an d   YOL Ov 8 .   T h r o u g h   ev alu atio n s   o n   n o n - a u g m en te d   an d   au g m en ted   d atasets ,   th e   s tu d y   h ig h lig h te d   th eir   r esp ec t iv s tr en g th s   a n d   lim itatio n s .   Fas ter   R - C NN,   p ar ticu lar ly   t h R esNet5 0   FP v 2   v ar ian t,   s h o wed   im p r o v ed   p e r f o r m an ce   with   au g m e n ted   d ata   b u t   was  lim ited   b y   its   s lo wer   two - s tag d etec tio n   p r o ce s s ,   m a k in g   it  less   s u itab le  f o r   r ea l - ti m ap p licatio n s .   I n   co n tr ast,  YOL Ov 8 ,   esp ec ially   th YOL Ov 8 x   v a r ian t,  co n s is ten tly   o u tp er f o r m e d   f aster   R - C NN  in   b o th   s p ee d   an d   ac cu r ac y .   I ts   s in g le - s h o t   d etec tio n   m ec h an is m   en ab l ed   f aster   co m p u tatio n   wh ile   m ain tain in g   h ig h   ac cu r ac y ,   p o s itio n in g   YOL Ov 8 x   as th o p tim al  ch o ice  f o r   r e al - tim PC B   d ef ec t d etec tio n .   T h f i n d in g s   u n d er s co r e   th e   s ig n if ican ce   o f   d ata   p r e p ar a tio n   in   en h an cin g   d ee p   lear n in g   m o d el  r o b u s tn ess .   YOL Ov 8 x   s u p er i o r   p e r f o r m an ce   m ak es  it  p r ac tical  s o lu tio n   f o r   im p r o v in g   q u ality   co n tr o l   p r o ce s s es  in   in d u s tr ial  in s p ec tio n   s y s tem s ,   o f f er in g   en h an ce d   ac cu r ac y   an d   s p ee d   f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .   Fu tu r r esear ch   co u ld   f o cu s   o n   d ev elo p in g   h y b r id   m o d els  th at  co m b in th p r ec is io n   o f   f aster   R - C N wit h   th ef f icien cy   o f   YOL Ov 8   to   b alan ce   ac c u r ac y   a n d   c o m p u tatio n al  co s t.  E x p a n d in g   th a p p licatio n   o f   th ese   m o d els  to   d i v er s d ef ec t   ty p e s   an d   in d u s tr ial  s ettin g s   wo u ld   f u r t h er   v alid ate  th eir   v er s atility .   Ad d itio n ally ,   d ep lo y in g   th ese  alg o r ith m s   o n   ed g d ev ices  o r   d is tr ib u te d   s y s tem s   co u ld   u n lo ck   n ew  o p p o r tu n ities   f o r   r ea l - tim d ef ec t d etec tio n   i n   lo w - la ten cy   en v ir o n m e n ts .       ACK NO WL E DG M E N T   W ex p r ess   o u r   s in ce r g r atitu d to   all  p ar ties   wh o   co n t r ib u ted   to   th s u cc ess f u co m p le tio n   o f   th is   r esear ch .   Ou r   d ee p est  a p p r ec i atio n   g o es  to   th De p ar tm en t   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g   E d u ca tio n ,   Facu lty   o f   I n d u s tr ial  T ec h n o lo g y   an d   E d u ca tio n ,   U n iv er s itas   Pen d id ik an   I n d o n esia,  f o r   p r o v i d in g   th n ec ess ar y   r eso u r ce s   an d   in s titu tio n al  s u p p o r th r o u g h o u th is   s tu d y .   L a s tly ,   we  ac k n o wled g th ef f o r ts   o f   th jo u r n al’ s   ed ito r ial  team   an d   p u b lis h er s   in   f ac ilit atin g   th d is s em in atio n   o f   o u r   f in d in g s ,   en s u r in g   th i s   r esear ch   s er v es  as   v alu ab le  r e f er en ce   f o r   t h ac ad em ic  co m m u n ity .       F UNDING   I NF O R M A T I O   No   ex ter n al  f u n d in g   was  in v o lv ed   in   th is   r esear ch .   T h r esear ch   was  s elf - f u n d ed ,   wit h   f in an cial  s u p p o r t a llo ca ted   f r o m   th p r o f ess o r ial  h o n o r a r iu m   to   f u lf ill  th s p ec ial  d u ties   o f   p r o f ess o r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.