臺灣博碩士論文加值系統

本論文中我們嘗試自行研發、整合一套自動化光學檢測系統，主要著重於影像處理、量測與分析之智慧化軟體研發。在硬體設備方面，我們自行研製一LED背光光源系統與檢測機構平台，其餘設備如CCD攝影機、鏡頭與影像擷取卡則是採用整合現有產品方式。
參考市場主要領導品牌功能後，我們提出一套視覺檢測流程。並採視窗程式介面設計檢測操作軟體，實作計算灰階平均值工具、二值化工具、定位工具、邊緣偵測工具、BLOB工具、建立標準模版工具、智慧型比對工具、檢測流程工具、平台控制工具等九類檢測工具。各類檢測工具可用於單一操作檢測，亦可任意組合編排以構成一完整檢測流程順序，故可成為通用的綜合檢測工具軟體。
我們經由廠商提供之手機鍵盤待測樣本驗證各項檢測工具功能，皆能得到正確檢測結果。因此將可應用於本系統於自動化光學檢測之初步檢測工作。

In this thesis, we have designed and integrated an automatic optical inspection system, emphasizing on software implementation of the image processing, measurement and analysis utilities. As for the hardware equipments, except the LED illumination unit and the custom-tailored machinery are self-designed, others like the CCD camera, the lens and frame-grabber are bought ready-made ones.
By comparing the support functions of several main import brands of the optical inspection machine, we propose an optical inspecting procedure. By using the Windows-based user interface, we implement nine inspecting software tools, namely, the average gray level tool, the thresholding tool, the positioning tool, the edge detection tool, the binary large object (BLOB) tool, the template building tool, the smart matching tool, the inspection sequence tool, and the platform operation tool. All these tools can be used in an inspection with single operation and can also be arranged in a proper sequence of operations to fulfill a complicated inspection procedure.
We use several part sample images of mobile phone keypads with defects provided by the supplier to verify our fulfilled system and all obtain accurate results.

目錄
論 文 摘 要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 序論 1
1.1　簡介 1
1.2 文獻回顧 4
1.3 論文貢獻 7
1.4 論文章節組織 9
第二章 自動光學檢測基礎技術 10
2.1　光源系統設備說明 10
2.1.1 前照式光源架設方式 12
2.1.2 背照式光源架設方式 15
2.2　基礎影像處理 17
2.2.1　二值化處理 17
2.2.2　邊緣偵測原理 18
2.2.3　形態學之膨脹與侵蝕 19
2.2.3.1　膨脹運算 20
2.2.3.2　侵蝕運算 21
2.2.4　模版匹配 22
2.3　智慧型影像處理技術 23
2.3.1　適應性臨界值法 23
2.3.2　標籤化技術 25
第三章 自動化光學檢測系統架構 27
3.1　系統硬體架構 27
3.2　系統設計與開發之軟體架構 31
3.3　檢測工具系統相關應用(瑕疵分類) 35
第四章 自動化光學檢測工具模組設計方法與成果 37
4.1　灰階平均值工具 37
4.2　二值化工具 38
4.3　定位工具 40
4.4　邊緣偵測工具 42
4.5　BLOB工具 43
4.6　建立標準模版工具 45
4.7　智慧型比對工具 49
4.7.1　擴大區域像素比對法 49
4.7.2　定位校正區域比對法 54
4.8　檢測流程工具 57
4.9　平台控制工具 58
第五章 手機鍵盤瑕疵之自動光學檢測應用 60
5.1　手機鍵盤之倒裝瑕疵檢測 60
5.2　手機鍵盤之污點瑕疵檢測 64
5.3　手機鍵盤之間距瑕疵檢測 66
第六章 結論與未來工作 68
6.1　結論 68
6.2　未來工作 69
參考文獻 70
作者簡介 72

[1]自動光學檢測設備聯盟會網站(AOIEA)：http://aoiea.itri.org.tw.
[2]K. C. Fan and C. Hsu, ”Strategic Planning of Developing Automatic Optical Inspection (AOI) Technologies in Taiwan”, Proceedings of the 7th Conference on International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments, pp. 394–397, 2005.
[3]盧素涵，”2006年全球自動化光學檢測(AOI)設備市場概況(上) ”，IT IS金屬中心，2007年12月31日.
[4]王定一，”印刷電路板製程瑕疵檢測與分析之研究”，中原大學，工業工程研究所碩士論文，2001年.
[5]徐國峯，”應用相關係數法於印刷電路板底片缺陷之檢測”，中華大學， 機械與航太工程研究所碩士論文，2005年 .
[6]林建達，”改良式相關係數法於瑕疵檢測之應用”，元智大學, 工業工程與管理學系研究所碩士論文，2002年.
[7]曾健維，”晶片印字瑕疵檢測之研究”，中原大學， 工業工程學系研究所碩士論文，2000年.
[8]邱振洋，”應用電腦視覺於IC瑕疵檢測之研究”，雲林科技大學,工業工程與管理研究所碩士論文，2000年.
[9]美商邦納工程股份有限公司(BANNER)網站：http://www.bannerengineering.com.tw
[10]Euresys公司網站：http://www.euresys.com
[11]Matrox公司網站：http://www.matrox.com/imaging/products/software.cfm
[12]美商慧碁公司(Narion Instruments) 網站：http://www.ni.com.tw
[13]PPT Vision 公司網站：http://www.pptvision.com/products.html
[14]DALSA公司網站：http://www.goipd.com/Products
[15]康耐視公司(Cognex) 網站：http://www.cognex.com
[16]德國MVtec公司網站：http://www.mvtec.com
[17]顏睿余，”高性能DSP based影像擷取辨識系統”，國立中山大學電機工程學系研究所碩士論文，2001年6月.
[18]練建良，”滑鼠觸控光學瑕疵檢測系統之開發”，國立臺北科技大學機電整合研究所碩士論文，2006年7月.
[19]A. Anwander, B. Neyran, and A. Baskurt, “Multiscale Colour Gradient for Image Seg-mentation,” Knowledge-Based Intelligent Engineering Systems and Allied Technologies, 2000. Proceedings. Fourth International Conference, pp.369-372, September, 2000.
[20]P Maragos, ” Differential Morphology and Image Processing,” Image Processing, IEEE Transactions, pp. 922-937, June, 1996
[21]Q. Gongyuan, and S. Wood, “An Algorithm for Edge Detection by Morphological Gra-dient,” Signals, Systems and Computers, 1996. 1996 Conference Record of the Thirtieth Asilomar Conference, p.p.1041-1045, November, 1996
[22]X. Guo, Z. Xu, and Y. Pang, “An Adaptiv Soft Morphological Gradient Filter for Edge Detection,” Image and Graphics, 2004. Proceedings. Third International Conference, p.p.64-67, Decemeber, 2004
[23]M. Sonka, V. Hlavac, and R. Boyle, “Image Processing: Analysis and Machine Vision,” Brooks/Cole Pubblishing Company, 1999.
[24]R. C Gonzalea and R. E. Woods, “Digital Image Processing,” Tom Robbins, 2002
[25]Kuo-Liang Chung, “Image Process and Computer Visual”, TongHua Bookstore
[26]繆紹鋼，”數位影像處理之活用Matlab”， 全華書局
[27]Sonka, Hlavac, and Boyle, “Image Processing, Analysis, and Machine Vision”, Brooks/Cole publishing Company.