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研究生: 陳朝治
Chao-chih Chen
論文名稱: 應用影像處理與類神經網路於ITO導電玻璃 之瑕疵分類
The Classification of ITO Glass Defects by Image Processing and Neural Network
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 吳明川
Ming-Chuan Wu
唐永新
Yeong-Shin Tarng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 106
中文關鍵詞: ITO導電玻璃瑕疵分類類神經網路影像處理
外文關鍵詞: Indium Tin-Oxide( ITO) glass, Defect classification, Neural Network, Image Processing
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  • 本論文主旨在應用影像處理技術與類神經網路準確辨識出ITO導電玻璃的瑕疵種類以及分析四個特徵輸入值對於此類神經網路的準確性作探討。ITO導電玻璃常見瑕疵現象有裂痕、刮痕、粉塵、其他異物等。本論文針對上述瑕疵影像所擬定的四個輸入特徵值乃以形態外觀與比例關係為依據,此四個輸入特徵值分別為瑕疵周長與影像周長比、長短軸比、瑕疵密度比、瑕疵周長與瑕疵面積比。決定重要的輸入特徵後,則必須藉由影像處理的方式將此影像資訊量化,文中所使用到的影像處理包含影像濾波、影像二值化、影像測邊等。經量化的輸入特徵值樣本分為訓練用與測試用。其中40筆輸入特徵值為訓練用,20筆輸入特徵值為測試用。將訓練用輸入特徵值輸入倒傳遞類神經網路中,網路經過訓練後再將測試用輸入特徵值輸入至已訓練好的網路中,測試其辨識瑕疵種類的準確率。本論文的辨識結果準確率可達95%,證明輸入特徵值使用形態外觀與比例關係是可行的。經由實驗結果,本方法可應用於ITO導電玻璃瑕疵檢測線上之分類,以降低人事成本、減少檢測時間與人為疏失進而達到檢測自動化。


    In this study, the defects of Indium Tin-Oxide glass ( ITO Glass ) are classified by using image processing and neural networks, The common defects of an ITO Glass include crack, scratch , dust and other blemishes. From the scanned images of defected ITO glasses, we calculated four defect features based on the texture and proportion of geometry characteristics of the defected area. Four defect features include the ratio of defected circumference to aspect circumference, aspect ratio, the density of the defected area and the ratio of defected circumference to defected area. The used image processing technologies include median filter, binary image and edge detection. A three-layer neural network, which is trained by the back-propagation algorithm, is used as a classifier with these four input features. The neural network is trained by forty training samples. The classification accuracy for four defect types by using another twenty testing samples is about 95%. The average error of four classification outputs is 1.82%. The experimental results show that the proposed approach could be effectively applied to inspect ITO glass defects to reduce manual classification errors.

    中文摘要 ………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ 誌 謝 ………………………………………………………………Ⅲ 目 錄 ………………………………………………………………Ⅳ 圖目錄 ………………………………………………………………Ⅶ 表目錄 ………………………………………………………………Ⅸ 第一章 緒論……………………………………………………………1 1.1 研究動機與目的……………………………………………1 1.2 研究步驟及方法……………………………………………2 1.3 文獻回顧……………………………………………………3 1.4 論文架構……………………………………………………5 第二章 研究相關理論探討……………………………………………8 2.1 影像處理原理………………………………………………8 2.1.1 影像的濾波………………………………………………8 2.1.2 影像的二值化 …………………………………………12 2.1.3 影像的測邊 ……………………………………………16 2.2 類神經網路原理 …………………………………………17 2.2.1 類神經網路分類法則 …………………………………24 2.2.2 類神經網路種類 ………………………………………26 2.2.3 倒傳遞類神經網路數學模式 …………………………28 第三章 實驗設備………………………………………………………34 3.1 實驗設備架構 ……………………………………………34 3.2 實驗硬體設備 ……………………………………………35 3.2.1 視覺系統 ………………………………………………35 3.2.2 運動控制系統 …………………………………………36 3.3 ITO導電玻璃的瑕疵種類…………………………………37 第四章 ITO導電玻璃瑕疵檢測與瑕疵分類 …………………………40 4.1 ITO導電玻璃瑕疵檢測與影像處理………………………40 4.2 ITO導電玻璃瑕疵檢測與倒傳遞類神經網路……………42 4.3 ITO導電玻璃瑕疵檢測分類流程…………………………46 第五章 實驗結果與討論………………………………………………48 5.1 實驗步驟與過程 …………………………………………48 5.2 類神經網路訓練與測試結果 ……………………………61 5.3 誤差分析與討論 …………………………………………66 第六章 結論與未來研究方向…………………………………………68 6.1 結論 ………………………………………………………68 6.2 未來研究方向 ……………………………………………69 參考文獻 ………………………………………………………………71 附 錄 A ………………………………………………………………75 附 錄 B ………………………………………………………………77

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