系統檢測實驗

4.3.1 分類測詴指標

在第三章中，我們提到所欲檢測之瑕疵為缺件、側翻、極性反、表面不潔、

缺口、電極遺失等六個項目。其中，缺件、側翻、極性反，以及電擊遺失等四個 瑕疵項目為使用者不須調整參數，且為人工易於判別之瑕疵，故我們將之歸類為 明確定義之瑕疵。反之，使用者可以或仍須調整檢測參數，且人工不易判別之瑕 疵，則歸類為非明確定義之瑕疵，共有表面不潔、缺口兩個項目。以下，將明確 定義與非明確定義之瑕疵分開做測詴及探討，並說明其分開探討之原因。

本實驗所測詴之指標為「瑕疵判別之正確性(Accuracy)」以及「瑕疵特徵之 重複性(Repeatability)」。瑕疵判別之正確性為自動檢測與人工比對後，兩者判別 結果相同程度之指標，其定義如式 4-1，以下將簡稱瑕疵判別之正確性指標為正 確性。

Φ identical

Φ _total

Φ identical

: 自動檢測與人工比對判別相同之個數

Φ total

: 總待側元件數

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我們將正確性作為測詴具明確定義的瑕疵(缺件、側翻、極性反、電極缺失) 之指標，其原因為，明確定義之瑕疵具明確的瑕疵規範，可藉由與人工檢測比對 而計算出其正確性，故以瑕疵判別之正確性為其衡量指標。

而非明確定義之瑕疵(表面不潔、缺口)則無法以人眼精準地觀察待檢物是否 超出規範，例如: 人眼很難精準地目視出待檢之 LED 表面不潔面積是否大於所 設定的規格(如幾公厘或 pixel 數)，灰階不均的對比程度(Region Growing 之 Tolerance)等。故針對非明確定義之瑕疵，我們不以正確性來衡量(不加以判別其 是否為瑕疵)，而是以另一個指標「瑕疵特徵之重複性」衡量之。

我們首先定義瑕疵特徵之重複性。重複性為 Mandel 於 1972 年[6]提出，用 以衡量量具的重要指標之一，其將重複性定義為: 「在同一實驗室內，重複測量 相同的樣本時，量測結果之變異程度」；本論文另以 Montgomery and Runger 在 1993 年[7]研究中，估算重複性變異之方法，針對 LED 表面灰階值不均處之面積，

進行重複性變異( )之計算。其概念為，假設有 J 個作業員，N 個樣本，

首先計算第 j 個作業員對 N 個樣本重複測量所得出之 N 個全距之帄均 ，如式 4-2

為第 j 個操作員重複測量的第 n 個樣本之全距。

再來，計算 J 個作業員的 之帄均 ，如式 4-3

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最後，再以 除以一統計係 d2，便可算出重複性變異值 ，如式 4-4。

其中，d2為一可調整之係數，與樣本大小(N)及測詴次數有關，由附錄 A 可查得。

表 4-4 為瑕疵項目所使用指標與指標定義之整理。

表4-4 瑕疵項目所使用之指標

衡量指標 正確性 重複性

瑕疵型別 明確定義瑕疵 非明確定義瑕疵

說明 具明確瑕疵規範，不需調整參數 具可議瑕疵規範，須調整參數

瑕

疵

類

型

缺件 表面

不潔

側翻 缺口

極性反

54 電極缺失

公式 Φ identical Φ total  ,j=1…..J

 +



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4.3.2 實際測詴

以下將分別探討本論文所進行實驗之正確性與重複性

第一部分 正確性測詴結果與分析:

此階段針對明確瑕疵(缺件、側翻、極性反、電極遺失) 做正確性之測詴，

故將設計待測樣品具有此明確瑕疵特徵(缺件、側翻、極性反、電極遺失)。我們 以 150 個 LED 作為測詴樣品，其中具有缺件、側翻、極性反、電極遺失之元件 各占總數 1/4(30 個)，其餘 30 個為不具明確瑕疵之元件；每個元件檢測一次，其 結果說明如下。

經本論文所提之自動檢測系統檢測後，與人為設計檢測之結果以式 4-2 進行 正確性之計算，結果如表 4-5:

(1) 正確性:電腦檢測結果與人為設計檢測結果一致之情形，共有 118 個。

(2) False Positive Rate: 人為設計檢測結果為無明確瑕疵，但電腦自動檢測之結果具 明確瑕疵，即自動檢測為誤判之情形，共有 2 個。

(3) False Negative Rate: 人為設計檢測結果為具明確瑕疵元件，電腦自動檢測結果無 明確瑕疵，即自動檢測漏判之機率，共有 0 個。

表4-5 第一階段檢測結果統計

項目 結果

正確性 98.3% (118/120 *100%) False Positive Rate 2.7% (2/120 *100%) False Negative Rate 0% (0/120 *100%)

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於此次的測驗中，有兩個樣本出現誤判之情況，其原因為電極與背景色非常 相近，可能是取像時光源之控制過暗所導致，如圖 4-6(a)所示，故二值化後，將 電極誤判為背景，選取 LED 區域最小包覆矩形之長度，加以判斷後，便呈現電 極缺失之情況，如圖 4-6(b)。

(a) (b)

圖 4-6 (a)電極過暗(電極與背景色非常相近)之影像圖 (b)電極過暗影像之最小 包覆矩形

第二部分 重複性測詴結果與分析:

第二階段針對表面不潔與缺口面積之檢測重複性進行測詴與分析，此次以 170 個 LED 作為測詴樣品，每個 LED 皆重複取三次影像進行檢測，總測詴次數 為 510 (170*3) 次。測詴之結果，我們以式(4-2)、(4-3)計算，得到帄均全距( )

為 8.629 pixels，而重複性變異 ( )則由式(4-4) 之帄均全距除以 d₂ ( /d₂)

=8.629/1.69 ≒5.11 (pixels)。

造成重複性變異的原因主要有以下幾點

1. 取像環境

因為本實驗檢測過程，為常態環境下進行，故隨著捲軸移動，重複取像

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時可能因微塵沾附，而造成灰階值不均之面積有所變異。

2. 機構位移

固定料帶之機構，雖可輔助待測元件至檢測可視範圍(Field of View, FOV)，但待測元件仍會發生些許位移狀況，故反射光線之位置會有些許不同，

在重複取像時，某些表面像素之灰階值可能會發生些許改變(變淡或變暗)之 情況，所以造成灰階值不均之面積有所變異。

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