I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 ,   p p .   4 1 7 2 ~ 4 1 8 0   I SS N:  2088 - 8708 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e. v 15 i 4 . pp 4 1 7 2 - 4 1 8 0           4172       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Ins tance  seg m ent a tion  for  P CB   de f ect  de tec tion  w ith    Dete c tron2       Ara v a lli Sa ina t h Cha it ha ny a ,   L a v a dy a   Nir m a la   Dev i,  P utt y   Sriv idy a   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   O sma n i a   U n i v e r si t y ,   H y d e r a b a d ,   T e l a n g a n a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 ,   2 0 2 4     R ev i s ed   Ma r   1 7 ,   2 0 2 5   A cc ep ted   Ma y   2 3 ,   2 0 2 5       P ri n ted   c irc u it   b o a rd ( P CBs a re   e ss e n ti a in   m o d e rn   e lec tro n i c s,  w h e re   e v e n   m in o d e f e c ts  c a n   lea d   to   f a il u re s.  T ra d it io n a i n sp e c ti o n   m e th o d s   stru g g le  w it h   c o m p lex   P CB   d e si g n s,  n e c e ss it a ti n g   a u t o m a ted   d e e p   lea rn i n g   tec h n iq u e s.  Ob jec d e tec ti o n   m o d e ls  li k e   F a ste R - CNN   a n d   YO LO  re l y   o n   b o u n d in g   b o x e s   f o d e f e c lo c a li z a ti o n   b u f a c e   o v e rlap   issu e s,  li m it in g   p re c ise   d e f e c iso latio n .   T h is  p a p e p re se n ts  a   se g m e n tatio n - b a se d   P CB   d e f e c d e tec ti o n   m o d e l   u si n g   D e tec tro n 2 ’s   M a sk   R - CNN .   By   l e v e ra g in g   in sta n c e   se g m e n tatio n ,   t h e   m o d e e n a b les   p ix e l - lev e d e f e c lo c a li z a ti o n   a n d   c las si f ica ti o n ,   a d d re ss in g   c h a ll e n g e su c h   a sh a p e   v a riatio n s,   c o m p lex   stru c tu re s,  a n d   o c c lu si o n s.   T ra in e d   o n   a   d a tas e o f   6 9 0   COCO - a n n o tate d   im a g e s,  th e   m o d e u n d e rw e n rig o ro u e x p e rim e n tatio n   a n d   p a ra m e ter   tu n i n g .   Ev a lu a ti o n   m e tri c s,   in c lu d i n g   lo ss   f u n c ti o n a n d   m e a n   a v e ra g e   p re c isio n   (m A P ),   a ss e ss e d   p e rf o r m a n c e .   Re su lt sh o w e d   a   st e a d y   d e c li n e   i n   lo ss   v a lu e a n d   h ig h   p re c isio n   f o d e f e c ts  li k e   m o u se   b it e a n d   m issin g   h o les .   Ho w e v e r,   p e r f o r m a n c e   wa lo w e f o c o m p lex   d e fe c ts  li k e   sp u r a n d   sp u rio u c o p p e r.   T h is  st u d y   h ig h li g h ts  th e   e f f e c ti v e n e ss   o in sta n c e   se g m e n tatio n   i n   P CB  d e f e c d e tec ti o n ,   c o n tri b u t in g   to   im p ro v e d   q u a li ty   c o n tro a n d   m a n u f a c tu rin g   a u to m a ti o n .   K ey w o r d s :   Dete ctr o n 2   I n s ta n ce   s e g m e n tat io n   Ma s k s   Ob j ec t d etec tio n   R o I   alig n   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 :   A r a v alli Sai n at h   C h ait h a n y a   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,   Un i v er s it y   C o lle g o f   E n g i n e er in g ,   O s m a n ia  Un i v er s it y   H y d er ab ad   -   5 0 0 0 0 7 ,   T elan g an a,   I n d ia   E m ail: c h aita n y a. ar a v alli @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h elec tr o n ics  in d u s tr y   r eli es  o n   p r in ted   cir cu it  b o ar d s   ( P C B s )   f o r   ap p licatio n s   r an g in g   f r o m   co n s u m er   d ev ices  to   d ef en s e   s y s te m s .   Du r i n g   m an u f ac t u r in g   [ 1 ] ,   f ac to r s   s u ch   as  d u s t,   o v er - etch i n g ,   an d   s p u r io u s   m eta ls   ca n   ca u s d im en s io n a ch a n g e s   i n   P C B   in s u lato r s   a n d   co n d u cto r s ,   lea d in g   to   d ef ec t s   t h at   af f ec p er f o r m an ce   a n d   r eliab ilit y .   T r ad itio n al l y ,   h u m an   o p er ato r s   in s p ec ted   P C B s ,   b u w it h   t h in cr ea s in g   co m p le x it y   o f   m o d er n   d esig n s   an d   u ltra - lar g e - s ca le  i n te g r ati o n ,   m a n u al  m et h o d s   h a v b ec o m in e f f icie n an d   s u b j ec tiv e,   s tr u g g l in g   to   m ee t   d e m an d s   f o r   ac cu r ac y   a n d   e f f icie n c y .   T o   ad d r ess   th e s c h al len g es,  a u to m a ted   d ef ec d etec tio n   m et h o d s   u ti li zin g   d ee p   lear n i n g   h av g ain e d   p r o m i n e n ce .   A d v an ce d   o b j e ct  d etec tio n   m o d els,   in cl u d in g   r eg io n - b ased   co n v o l u tio n al  n eu r al  n et w o r k s   (R - C NN)   [ 2 ] ,   Fas R - C NN  [ 3 ] ,   Fas ter   R - C NN  [ 4 ] ,   an d   y o u   o n l y   lo o k   o n ce   ( YO L O)   [ 5 ] ,   h av b ee n   e x te n s i v el y   u tili ze d   f o r   P C B   d ef ec t d etec tio n .   T h ese  m et h o d s   r el y   o n   b o u n d in g   b o x es  f o r   d ef ec lo ca lizatio n ,   en s u r i n g   co m p u tat io n al  e f f icien c y   b u w it h   li m ita tio n s   in   p r ec is io n .   Du r i n g   lo ca lizatio n ,   b o u n d i n g   b o x e s   m a y   o v er lap ,   m ak i n g   it  c h alle n g in g   t o   ac cu r atel y   i s o late  d ef ec ts   an d   ca p tu r t h eir   in tr icate   m o r p h o lo g ies,  as i llu s tr ate d   in   Fig u r 1 .     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 - 8708       I n s ta n ce   s eg men ta tio n   fo r   P C B   d efec t d etec tio n   w ith   Dete ctro n 2   ( A r a va lli   S a in a th   C h a ith a n ya )   4173       Fig u r 1 .   P C B   d ef ec t d etec tio n   u s in g   b o u n d in g   b o x es       I n s ta n ce   s e g m e n tatio n   [ 6 ]   h as  e m er g ed   as  p r o m i s in g   s o lu tio n   to   o v er co m t h ese  li m itatio n s .   T h r o u g h   p i x el - lev el  f ea t u r ex tr ac tio n ,   in s tan ce   s e g m e n tat io n   en ab le s   p r ec is d ef ec lo ca li za tio n   an d   d etaile d   m o r p h o lo g ical  ch ar ac ter izatio n .   I ef f ec t iv el y   m an a g es  o v er lap p in g   b o u n d i n g   b o x es,  r ed u ce s   f alse  p o s iti v es ,   an d   u lti m ate l y   p r o v id es  m o r ac cu r ate  r ep r esen tatio n   o f   d ef ec p atter n s ,   aid in g   e n g i n ee r s   i n   r o o ca u s an al y s is   a n d   p r o ce s s   o p ti m izat io n .   Nu m er o u s   s t u d ies  h a v e x p lo r ed   b o th   tr ad itio n al  an d   d e ep   lear n in g   ap p r o ac h es   f o r   P C B   d ef ec t   d etec tio n .   On s u c h   s tu d y ,   c o n d u cted   b y   L u   et  a l [ 7 ] ,   p r o p o s ed   f r am e w o r k   in   w h i ch   HOG  a n d   L B f ea t u r es  w er o b tain ed   f r o m   P C B   i m ag e s   f o r   f u r th er   p r o ce s s i n g .   T h ese  e x tr ac ted   f ea t u r es  w er u s ed   to   tr ai n   s ep ar ate  s u p p o r v ec to r   m ac h i n ( SVM)   m o d els,  w h ic h   w er later   in teg r ated   u s i n g   B a y es   f u s io n   th eo r y   f o r   d ef ec clas s i f icatio n .   T h eir   a p p r o ac h   s h o w ed   h i g h er   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   in d i v id u a f ea tu r es,  t h o u g h   its   p r ac tical  ap p licab ilit y   is   li m i t ed .   L ik e w i s e,   W ei  et  a l [ 8 ]   d ev elo p ed   C NN  m o d el  tr ai n ed   o n   d ataset  o f   1 , 8 1 8   P C B   im a g es,  o u tp er f o r m i n g   tr ad itio n al  m o d els  li k VGG1 6   an d   R e s Net5 0   b u f ai lin g   to   ca p tu r f i n er   d ef ec d etails.  A d ib h atla  et  a l [ 9 ]   w o r k ed   w it h   lar g d atas et  o f   4 7 , 4 2 8   im a g es  to   r ed u ce   m is cla s s i f icat io n s ,   ac h iev in g   o v er   8 5 ac cu r a c y h o w ev er ,   t h eir   f o cu s   was  n o t   s p ec if icall y   o n   d ef e ct  d etec tio n .   Ot h er   r esear ch er s ,   s u c h   as  H u   an d   W an g   [ 1 0 ] ,   m o d if ied   Fa s ter   R - C NN  f o r   en h an ce d   f ea tu r e x tr ac tio n ,   ac h ie v in g   m ea n   Av er a g P r ec is io n   ( m AP )   o f   9 4 . 2 %.  Desp ite  th ese  a d v an ce m en ts ,   t h e y   s till   e n co u n ter ed   is s u es  w i t h   o v er lap p in g   b o u n d in g   b o x es  d u r in g   lo ca lizatio n ,   a n   o n g o in g   c h alle n g in   P C B   d ef ec d etec tio n .   An o t h er   n o tab le  ap p r o ac h ,   d ev elo p ed   b y   C h aith a n y an d   Dev [ 1 1 ] ,   u s es  tem p late - b ased   in s p ec tio n   s y s te m   f o r   g r an u lar   d ef ec d etec tio n   v ia  s e g m e n tatio n   i n s tead   o f   b o u n d in g   b o x es.  W h ile  th is   m eth o d   allo w s   f o r   p r ec is e   lo ca lizatio n   a n d   an al y s is ,   i r eq u ir es  e x ten s i v p r ep r o ce s s i n g   an d   lac k s   r o b u s t n es s   a g ai n s t   en v ir o n m e n tal  in f lu e n ce s .   I n   co n tr a s t,  C a lab r ese  et  a l [ 1 2 ]   em p lo y ed   Ma s k   R - C N f o r   d ef ec d etec ti o n ,   eli m in at in g   t h e   n ee d   f o r   co m p lex   p r ep r o ce s s i n g   s tep s .   T h e y   ac h iev ed   s a tis f ac to r y   r es u lt s   o n   s m aller   d ataset  o f   m is s in g   h o les  an d   s h o r ts .   Ho w e v er ,   th eir   s tu d y   e m p h asized   t h n ec e s s it y   f o r   en h an ce m e n ts ,   p ar ticu lar l y   i n   id en ti f y in g   d iv er s d ef ec t c ate g o r ies an d   i m p r o v in g   d etec tio n   r o b u s tn e s s .   Desp ite  ad v a n ce m e n t s   in   th f ield ,   s u p er v i s ed   class i f ier s   lik s u p p o r v ec to r   m ac h i n es  ( S VM s )   [ 1 3 ]   ar ef f ec ti v f o r   s i m p ler   task s   b u s tr u g g le  w ith   co m p le x ,   n o n lin ea r   d ata.   Dee p   lear n in g   m o d el s   lik C N Ns   an d   R - C N Ns  o f ten   f ail  to   ca p tu r in tr icate   d e f ec m o r p h o lo g ies,  i n cl u d in g   f in d etail s   an d   v ar y in g   d ef ec t   s izes .   A lt h o u g h   Ma s k   R - C NN   h as  b ee n   e m p lo y ed   in   P C B   d ef ec d etec tio n ,   it s   ap p licatio n   h as  p r i m ar il y   b ee n   r estricte d   to   s p ec if ic  d ef ec t y p es.  A d d itio n all y ,   te m p late - b ased   m et h o d s   s till   f ac p r ac tic al  ch alle n g e s ,   s u ch   as  th n ee d   f o r   p r ec is im ag alig n m e n t.  T h i s   r esear ch   ai m s   to   m it ig ate  t h ese  li m itatio n s   b y   u tili z in g   Ma s k   R - C NN  [ 1 4 ]   w ith in   t h Dete ctr o n 2   f r a m e w o r k   [ 1 5 ]   f o r   p r ec is d ef ec lo ca lizatio n   an d   d etail ed   ch ar ac ter izatio n .   B y   ad d r ess i n g   ch al len g es  l ik o v er lap p in g   b o u n d in g   b o x e s ,   it  s ee k s   to   en h a n ce   th d e tectio n   o f   i n tr icate   d ef ec m o r p h o lo g ie s .   T h s u b s eq u en s ec tio n s   o u tl in th ap p r o ac h   ad o p ted   in   th is   s tu d y ,   co v er i n g   th d ata s et,   m o d el  d esig n ,   an d   tr ain in g   s tr ate g y .   W th en   p r esen th ex p er im en tal  f i n d in g s   a n d   an al y ze   th eir   s ig n i f ica n ce   in   i m p r o v i n g   P C B   d ef ec d etec ti o n .   T h is   w o r k   ad v a n ce s   d ef ec d etec tio n   tech n iq u es  i n   P C B   m an u f ac tu r i n g   an d   o p en s   av e n u e s   f o r   f u t u r r esea r ch   in   a u to m ated   i n s p ec tio n   s y s te m s .       2.   M E T H O D   Fig u r 2   illu s tr ates  t h w o r k f lo w   f o r   P C B   d ef ec s eg m en tatio n ,   o u tl in i n g   th s eq u e n tial  s tep s   r eq u ir ed   f o r   ac cu r ate  d etec tio n   an d   s eg m e n tatio n   o f   d ef ec t s .   T h ese  s tep s   e m p lo y   th M ask   R - C NN  m o d el   in te g r ated   w it h in   th e   Dete ctr o n 2   f r a m e w o r k ,   w h ic h   is   r en o w n ed   f o r   it s   p r ec is io n   in   in s tan ce   s e g m e n tatio n   task s .   T h is   w o r k f lo w   h i g h lig h ts   t h s y s te m atic  ap p r o ac h   u s ed   in   th is   s t u d y   to   ad d r ess   in tr icate   P C B   d ef ec lo ca lizatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 :   4 1 72 - 4180   4174       Fig u r 2 .   P r o ce s s   f lo w   f o r   in s t an ce   s e g m e n tat io n   o f   d ef ec t s       2 . 1 .     Da t a s et   prepa ra t io n   a nd   s pli t t ing   T h is   s tu d y   u tili ze s   d ataset  o f   6 9 0   P C B   im a g es,  s y s te m ati ca ll y   ca te g o r ized   in to   s i x   d is t in ct  d ef ec t   t y p es:  m is s in g   h o le,   m o u s b ite,   o p en   cir cu it,  s h o r t,  s p u r ,   an d   s p u r io u s   co p p er ,   as  d e s cr ib ed   in   [ 1 6 ] T o   en h a n ce   m o d el  tr ain i n g   an d   r ed u ce   class if icatio n   a m b i g u it y ,   ea ch   i m ag co n tai n s   s in g le  d ef ec t y p e   p o s itio n ed   v ar iab l y   ac r o s s   t h P C B ,   en ab lin g   ac c u r ate  d etec tio n   an d   class if icatio n .   I n s ta n ce   s e g m en tatio n   r eq u ir es  p ix el - le v el  a n n o tat io n s ,   p r o ce s s   s i g n i f ican t l y   m o r lab o r - i n ten s i v e   th an   tr ad itio n al  b o u n d in g   b o x   m et h o d s .   E ac h   d ef ec w as   m a n u all y   a n n o tated   u s in g   L ab el  Stu d io   [ 1 7 ] g en er ati n g   b in ar y   m a s k s   t h a d elin ea te  d ef ec t iv r e g io n s .   A s   o u tli n ed   in   r elate d   s tu d y   [ 1 8 ] ,   th ese  an n o tatio n s   w er co n v er ted   in to   th C OC J SON  f o r m at   [ 1 9 ] ,   en s u r i n g   co m p atib ilit y   w i t h   f r a m e w o r k s   li k e   Dete ctr o n 2   an d   p r eser v in g   ess en tial   m etad ata  s u c h   as  s e g m e n tatio n   m as k s ,   b o u n d in g   b o x e s ,   an d   class   lab els.   T h is   m etic u lo u s   p r ep ar atio n   f a cilitates s ea m le s s   i n te g r atio n   i n to   in s tan ce   s eg m e n tatio n   p ip elin es.   T o   p r ep a r th d ataset  f o r   m o d el  tr ain in g   a n d   ev al u atio n ,   it   w a s   d iv id ed   in to   8 0 f o r   tr ain i n g   a n d   2 0 f o r   v alid atio n ,   w it h   b o th   s u b s et s   a n n o tated   i n   t h C OC J SON  f o r m at.   T h is   d i v is io n   en ab led   th m o d el   to   lear n   f r o m   d iv er s d ef ec v ar iatio n s   w h ile  r etain in g   v alid atio n   s u b s et  f o r   h y p er p a r a m eter   tu n in g   an d   p er f o r m a n ce   a s s e s s m en t.  Fo ll o w i n g   th e   tr ain i n g   p r o ce s s ,   t h m o d el’ s   ab ilit y   to   g en er alize   w a s   as s es s ed   o n   a n   u n s ee n   te s t d ataset,   e n s u r in g   it s   r o b u s tn e s s   i n   d etec tin g   a n d   s eg m e n ti n g   w id r an g o f   d ef ec t t y p es.      2 . 2 .     Det ec t ro n2   Dete ctr o n 2 ,   b u ilt  o n   P y T o r c h ,   is   v er s atile   d ee p   lear n i n g   f r a m e w o r k   w id el y   u s ed   f o r   o b j ec t   d etec tio n   an d   s eg m en tat io n   t ask s .   I o f f er s   p r e - tr ain ed   m o d els  s u ch   as  Fas ter   R - C NN  an d   Ma s k   R - C N N,   k n o w n   f o r   th e ir   r o b u s t n es s   i n   h a n d lin g   co m p lex   d etec tio n   s ce n ar io s .   Ma s k   R - C NN,   i n   p ar ticu lar ,   ex ce ls   i n   p ix el - lev el  lo c aliza tio n ,   m a k i n g   it  es s en t ial  f o r   ap p licatio n s   lik P C B   d ef ec d etec tio n ,   w h er in tr icate   an d   o v er lap p in g   d ef ec t s   r eq u ir p r ec is s eg m e n tatio n .   T h m o d u lar   ar ch itectu r o f   Dete ctr o n 2   allo w s   r esear ch er s   to   cu s to m ize  i ts   f u n c tio n ali t y   f o r   s p ec i f ic  u s e   ca s es .   T h is   f le x ib ilit y   f ac ilit ate s   t h ad ap tatio n   o f   b ac k b o n e   n et w o r k s ,   tr ain in g   p ip elin es,  an d   d atasets ,   m ak i n g   it  id ea f o r   in d u s tr ial  ap p licatio n s .   I ts   b u ilt - in   to o ls   f o r   d ataset  m an a g e m en t,  v is u aliza tio n ,   ev alu a tio n ,   an d   ch ec k p o i n h a n d lin g   f u r th er   en h an ce   wo r k f lo w   e f f icie n c y ,   en s u r in g   s ea m le s s   i n te g r atio n   in to   v ar io u s   d o m ai n s .     I n   th i s   r esear ch ,   Dete ctr o n 2   is   e m p lo y ed   f o r   P C B   d ef ec d etec tio n   u s in g   Ma s k   R - C NN,   w h ic h   ef f icien tl y   h a n d les  o v er lap p in g   d e f ec ts   w h ile  ca p tu r i n g   f in s tr u ctu r al  d etail s .   T h f r a m e w o r k   s u p p o r ts   d ataset  r eg is tr atio n   in   C O C O   J SON  f o r m at,   e n ab lin g   co m p atib ilit y   w it h   o th er   d ee p   lea r n in g   to o ls .   T h ese  f ea t u r es  co llectiv el y   m a k Dete ctr o n 2   p o w er f u ch o ic f o r   tack lin g   th co m p le x it ies  o f   P C B   d ef ec an al y s is     2 . 2 . 1 .   M a s k   R - CNN   Ma s k   R - C NN  i s   w id el y   ad o p ted   in s tan ce   s e g m e n tatio n   m o d el  ca p ab le  o f   d etec ti n g   o b j ec ts   u s in g   b o u n d in g   b o x e s   w h ile  a ls o   p r ed ictin g   p i x el - lev e s e g m e n tatio n   m as k s .   Sin ce   it  o p er ates  i n   s u p er v is ed   lear n in g   p ar ad ig m ,   i r eq u ir es  lab eled   s eg m en ta tio n   m as k s   f o r   tr ain i n g .   B u ilt  u p o n   Fas ter   R - C NN,   Ma s k     R - C NN  in tr o d u ce s   an   ad d itio n al  m as k   h ea d   b r an ch ,   e n ab li n g   it to   g e n er ate  d etailed   s e g m en tatio n   m a s k s   f o r   ea ch   d etec ted   o b j ec t.  T h ar c h itect u r is   h i g h l y   ad ap tab le,   w it h   co m p o n e n t s   s u c h   as  t h b ac k b o n n et w o r k ,   r eg io n   p r o p o s al  n et w o r k   ( R P N) ,   class if ier ,   an d   m as k   h ea d   co n f ig u r ab le  f o r   p er f o r m an ce   o p ti m izatio n .   A d d itio n al l y ,   h y p er p ar a m eter   tu n i n g   allo w s   t h m o d el  t o   b tailo r e d   f o r   d if f er en d atasets   o r   s p ec if ic  ap p licatio n   n ee d s .   T h s tr u ctu r o f   Ma s k   R - C NN,   d ep i cted   in   Fig u r 3 ,   co n s is t s   o f   f o u r   k e y   co m p o n e n t s   ess e n tial  f o r   p r ec is in s ta n ce   s eg m e n tat io n .   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 - 8708       I n s ta n ce   s eg men ta tio n   fo r   P C B   d efec t d etec tio n   w ith   Dete ctro n 2   ( A r a va lli   S a in a th   C h a ith a n ya )   4175       Fig u r 3 .   A r ch itectu r al  b r ea k d o w n   o f   m a s k   R - C N N       a.   B ac k b o n Net w o r k Ma s k   R - C NN  co m m o n l y   u til izes  R e s Net - 50  [ 2 0 ]   as  its   b ac k b o n d u to   its   s tr o n g   f ea t u r ex tr ac tio n   ca p ab ilit y   an d   ef f ec t iv e n es s   in   i n s ta n ce   s eg m e n tat io n .   W ith   5 0   lay e r s ,   it  ca p tu r es  in tr icate   i m a g d etails  cr u cial   f o r   p r ec is o b j ec d etec tio n   an d   s eg m en tatio n   at  th p ix el   lev el.   R esid u a l   co n n ec tio n s   m iti g ate  tr ai n in g   ch alle n g e s ,   i m p r o v i n g   lear n i n g   ef f icie n c y .   P r etr ain ed   o n   I m ag eNe t,  R e s Net - 5 0 s   w ei g h ts   p r o v id s o lid   f o u n d atio n   f o r   f in e - t u n in g   [ 2 1 ] ,   b o o s tin g   m o d el  p e r f o r m an ce   an d   co n v er g e n ce .   b.   Nec k T h f ea tu r p y r a m id   n e t w o r k   ( FP N)   [ 2 2 ]   s er v es  as  th n ec k   o f   Ma s k   R - C NN ,   r ef in i n g   h ig h - le v el   f ea t u r es  ex tr ac ted   b y   t h R esNet - 5 0   b ac k b o n in to   h ier ar ch ical  m u lti - s ca le  r e p r esen tatio n .   B y   in te g r atin g   b o th   lo w - r eso l u ti o n   an d   h ig h - r eso l u tio n   f ea t u r es,  FP en h a n ce s   o b j ec d etec tio n   an d   s eg m e n tatio n   ac r o s s   v ar y i n g   o b j ec s izes.  I ass i s ts   th ( R P N)   in   g e n er ati n g   h i g h - q u alit y   p r o p o s als  w h i le   also   en ab lin g   p r ec is in s ta n c s eg m e n tatio n   v ia  th R OI   A li g n   la y er .   T h is   m u l ti - s ca le   f ea tu r lear n i n g   s ig n i f ica n tl y   i m p r o v e s   Ma s k   R - C NN s   p er f o r m an ce   i n   co m p lex   v i s io n   tas k s .   c.   R P N+ R o I   A l ig n T h r eg io n   p r o p o s al  n et w o r k   ( R P N)   id en tif ie s   p o ten tial  o b j ec r eg io n s   b y   e v al u ati n g   an ch o r   b o x es  o f   d i f f er e n s ca l es  an d   asp ec r atio s ,   r e f i n i n g   t h eir   co o r d in ates  b ased   o n   o b j ec tn es s   s co r es.  I t   class i f ies   an c h o r s   a s   f o r eg r o u n d   o r   b ac k g r o u n d ,   g en er ati n g   r ef i n ed   p r o p o s als.  T h r eg io n   o f   i n ter est  ( R o I )   alig n   la y er   [ 2 3 ]   th e n   p r o ce s s e s   th e s p r o p o s als  u s i n g   b ili n e ar   in ter p o latio n   to   p r eser v s p atial  alig n m e n t,  ef f ec tiv e l y   ad d r ess in g   t h m i s alig n m e n is s u es  ca u s ed   b y   q u an tizat io n   i n   t r ad itio n al  R o I   p o o lin g .   T h is   en s u r es  p r ec is o b j ec lo ca lizatio n   an d   p i x el - w is s eg m e n t atio n ,   p ar ticu lar l y   f o r   s m al o b j ec ts ,   th er eb y   en h a n ci n g   Ma s k   R - C N N’ s   p er f o r m a n ce   in   f i n e - g r ai n ed   d etec tio n   tas k s .   d.   B o u n d in g   B o x   Hea d :   T h b o u n d i n g   b o x   h ea d   in   Ma s k   R - C NN  p r o ce s s e s   t h f ea tu r m ap s   ex tr ac ted   b y   th R o I   A l ig n   la y er   to   p er f o r m   t w o   ta s k s clas s i f icatio n   o f   o b j ec ca teg o r ies  an d   r eg r ess io n   o f   b o u n d in g   b o x   co o r d in ates.  T h ese  ar j o in tl y   o p ti m ized   u s in g   m u lti - tas k   lo s s   f u n c ti o n ,   i m p r o v in g   d etec tio n   p r ec is io n   b y   r ef i n i n g   r e g io n   p r o p o s als an d   en h a n ci n g   s p atial  lo ca lizatio n .   e.   Ma s k   Hea d Ma s k   R - C N ex ten d s   Fa s ter   R - C NN  b y   i n co r p o r atin g   d ed icate d   m as k   h ea d   b r an ch   f o r   p r ec is in s ta n ce   s eg m e n tatio n   [ 2 4 ] .   T h is   b r an ch   p r o ce s s es  R OI   A l ig n   f ea t u r es,  ap p l y in g   co n v o lu tio n a l   an d   u p s a m p li n g   la y er s   to   p r o d u ce   d en s s p atia r ep r esen tat io n s .   I t   o u tp u t s   a   b in ar y   m as k   f o r   ea ch   d etec te d   o b j ec u s in g   f u ll y   co n v o lu tio n a n et w o r k   ( FC N)   [ 2 5 ] .   Du r in g   tr ai n i n g ,   t h m o d el  o p tim ize s   s eg m e n tatio n   ac c u r ac y   b y   m i n i m izi n g   th d i f f er e n ce   b et w ee n   p r ed icted   an d   g r o u n d - tr u t h   m as k s   t h r o u g h   a   lo s s   f u n ct io n   s u ch   as  b in ar y   cr o s s - e n tr o p y   [ 2 6 ] .   T h is   en ab les  ac cu r ate  p ix el - w i s e   s eg m e n tat io n ,   p ar ticu lar l y   u s e f u l f o r   ca p tu r i n g   ir r eg u lar   o b j ec b o u n d ar ies.     2 . 3 .     E x peri m ent a s et up   T h Dete ctr o n 2 - b ased   P C B   d ef ec s e g m en tatio n   m o d el  w a s   e x ec u ted   i n   w e ll - co n f i g u r ed   co m p u tatio n al  en v ir o n m e n t.   a.   E n v i r o n m en t   c o n f i g u r at i o n     T h e   m o d el   w a s   im p l em en t e d   u s in g   D e t e ct r o n 2   0 . 6 ,   b u i lt   o n   P y T o r c h   2 . 2 ,   w ith   Py th o n   3 . 1 0 . 1 2   a n d   C UDA   1 2 . 2   f o r   G PU   a c c el e r a ti o n .   A d d i t io n a l   d e p en d en c i e s   in cl u d e d   p y c o c o t o o l s   2 . 0 . 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 :   4 1 72 - 4180   4176   b.   C o m p u t a t i o n al   r e s o u r c es     T r a i n in g   w a s   c o n d u ct e d   o n   G o o g le   C o l a b ,   u t i li z in g   it s   c l o u d - b ase d   i n f r as t r u ct u r w ith   C PU   an d   T 4   G PU   a c c ess .   T h e   h a r d w a r s et u p   c o n s is te d   o f   NV I D I A - S M I   5 3 5 . 1 0 4 . 0 5 ,   4   G B   R A M ,     500   G B   s t o r a g e ,   a n d   an   I n t el   C o r e   i 5 - 6 2 0 0 U   C PU .   c.   T r a i n i n g   a p p r o a c h     T h e   s tu d y   em p l o y e d   M as k   R - C NN   f o r   P C B   d ef e c s eg m en t a t i o n ,   w i th   h y p e r p a r am e t er   t u n in g   t o   o p t im i z e   p e r f o r m a n ce .   T h e   n e x t   s e c ti o n   d e t ai ls   t r a in i n g   c o n f i g u r at i o n s ,   h y p e r p a r am e te r   t u n in g ,   an d   e v a lu at i o n   m e t r ic s .         3.   RE SU L T AND   D I SCU SS I O N   3 . 1 .     T ra ini ng   co nfig ura t io a nd   lo s s   f un ct io n   T r ain in g   an d   v alid atio n   w er co n d u cted   u s i n g   d ataset  co m p r i s i n g   5 5 2   im a g e s   f o r   tr ain in g   a n d   1 3 8   f o r   v alid atio n ,   allo w i n g   t h m o d el’ s   p er f o r m an ce   to   b ass e s s ed   o n   u n s ee n   d ata.   T h m o d el  w as  tr ai n ed   u s in g   f o u r   d if f er en co n f ig u r atio n s ,   as  p r esen ted   in   T a b le  1 .   A cr o s s   all  ex p er i m en t s ,   th NUM B E R _ OF_ C L A S SES   w a s   s et  to   6 ,   th P A T I E NC E   p ar a m eter   to   5 0 0 ,   an d   th MA X _ I T E R   to   1 5 0 0 .       T ab le  1 .   Mo d el  p ar am eter   tu n i n g   P a r a me t e r   Ex p 1   Ex p 2   Ex p 3   Ex p 4   I M S _ P ER   B A T C H   2   4   2   4   B A S E_ L R   0 . 0 0 1   0 . 0 0 0 2 5   0 . 0 0 0 2 5   0 . 0 0 1   R O I _ H EA D S _ B A T C H _ S I Z E_ P ER _ I M A G E   5 1 2   2 5 6   5 1 2   2 5 6       Dete ctr o n 2   o f f er s   p r e - tr ai n ed   m o d els  w it h   o p ti m ized   w ei g h ts   f o r   s tan d ar d   d atasets ,   m a k in g   t h e m   ad ap tab le  f o r   cu s to m   d ataset s .   T o   ev alu ate  t h eir   ef f ec ti v en e s s   o n   n e w   d ata,   m u lti - co m p o n en lo s s   f u n ctio n   is   u ti lized   d u r in g   tr ain i n g .     T h to tal  lo s s   f u n ctio n   co n s i s t s   o f :   a.   C las s i f icatio n   lo s s   ( lo s s _ cls) Me asu r es t h clas s i f icatio n   er r o r .   b.   B o u n d in g   b o x   r eg r ess io n   lo s s   ( lo s s _ b o x _ r eg ) : M ea s u r es lo ca lizatio n   er r o r .   c.   Seg m en tatio n   m as k   lo s s   ( lo s s _ m a s k ) : M ea s u r es se g m e n tat i o n   ac cu r ac y .   T h o v er all  lo s s   i s   co m p u ted   a s   a   w ei g h ted   s u m   o f   th e s co m p o n en ts ,   e n ab lin g   t h m o d el   to   class i f y   o b j ec ts ,   ad j u s t b o u n d in g   b o x e s ,   an d   g e n er ate  p r ec is s eg m e n tatio n   m a s k s   co n cu r r e n tl y .                    ( 1 )     3 . 2 .     M o del e v a lua t i o m et ri cs   Mo d el  p er f o r m a n ce   is   p r i m ar i l y   as s es s ed   u s in g   a v er ag p r ec is io n   ( A P )   m etr ic s ,   w h ich   e v a lu ate  b o th   lo ca lizatio n   an d   s e g m en ta tio n   ac cu r ac y .   T h ese  m etr ics  ar b ased   o n   I n ter s ec tio n   o v er   U n io n   ( I o U ) ,   w h ich   q u an ti f ie s   th o v er lap   b et w ee n   p r ed icted   an d   g r o u n d   tr u th   m as k s   a n d   s er v es  as  s ca le - i n v ar ia n m ea s u r o f   d etec tio n   q u alit y .   A   co m m o n l y   u s ed   th r es h o ld   o f   I o   0 . 5 0   h elp s   d is tin g u is h   ac c u r ate  d etec tio n s   f r o m   f alse   p o s itiv es.  T ab le  2   o u tlin e s   th ev alu at io n   m e tr ics  u s ed ,   in clu d in g   A P   ac r o s s   d if f er e n I o th r esh o ld s   a n d   o b j ec t scale s   ( in   p ix el s ) .       T ab le  2 .   A v er ag p r ec is io n   ( AP )   an d   A P   ac r o s s   s ca les   M e t r i c   D e scri p t i o n   A P   I oU =   . 50   A v e r a g e   p r e c i si o n   a t   i n t e r se c t i o n   o v e r   u n i o n   ( I o U )   =   0 . 5 0   A P   I oU =   . 75   A v e r a g e   p r e c i si o n   a t   I o U   =   0 . 7 5   AP   A v e r a g e   p r e c i si o n   a c r o ss I o U   r a n g e   [ 0 . 5 0 : 0 . 9 5 ]   A P   s m a l l   A v e r a g e   p r e c i si o n   f o r   sm a l l   o b j e c t ( a r e a   <   3 2 2   p x )   A P   m e di um   A v e r a g e   p r e c i si o n   f o r   me d i u m o b j e c t s   ( 3 2 2   <   a r e a   <   9 6 2   p x )   A P   l a r ge   A v e r a g e   p r e c i si o n   f o r   l a r g e   o b j e c t s   ( a r e a   >   9 6 2   p x )   A P   all   A v e r a g e   p r e c i si o n   c o n s i d e r i n g   a l l   o b j e c t   si z e s w i t h o u t   r e g a r d   t o   si z e       3 . 3 .     P er f o rm a nce  a na ly s i s   T h m o d el’ s   p er f o r m an ce   w as   ev alu ated   u s in g   lo s s   v alu e s   f r o m   t h tr ain i n g   d ataset  an d   AP   m etr ic s   f r o m   t h v alid atio n   d ataset.   Am o n g   t h f o u r   ex p er i m en t s ,   E x p er i m e n 4   y ield ed   t h b e s r es u lts .   Fi g u r 4   p r esen ts   t h lo s s   cu r v e s   f o r   class i f icatio n ,   d etec tio n ,   s eg m e n tatio n ,   a n d   o v er all  lo s s ,   in d i ca tin g   co n s is te n t   d ec lin e,   w h ich   s i g n if ies e f f ec t iv lear n in g .   B y   iter atio n   1 5 0 0 ,   th to tal  lo s s   co n v er g ed   to   1 . 1 4 3   ( class if icatio n :   0 . 1 2 3 ,   d etec tio n : 0 . 3 1 7 8 ,   s eg m en tatio n : 0 . 3 7 0 3 ) .   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 - 8708       I n s ta n ce   s eg men ta tio n   fo r   P C B   d efec t d etec tio n   w ith   Dete ctro n 2   ( A r a va lli   S a in a th   C h a ith a n ya )   4177   T ab les  3   an d   4   s u m m ar ize  t h e   m o d el’ s   A P   v al u es   f o r   b o u n d in g   b o x   ( B b o x )   an d   s e g m e n tat io n   ( Seg )   ac r o s s   d if f er en d e f ec ca te g o r ies.  T h h i g h est  p r ec is io n   w as   o b s er v ed   at  I o U= 0 . 5 0 ,   p ar ticu lar l y   f o r   'm o u s e_ b ite'   an d   'm is s in g _ h o le . '   I n   co n tr as t,  ca te g o r ies  li k ' s p u r an d   'sp u r io u s _ co p p er'   ex h ib ited   lo w er   A P   v alu e s ,   in d icati n g   ch alle n g e s   in   d etec tin g   s m a ller   o r   less   d i s tin c d ef ec ts .   T h ese  f in d i n g s   h ig h li g h th n ee d   f o r   f u r t h er   f i n e - t u n in g   an d   d at au g m e n tatio n   to   e n h a n ce   p r ec is io n   f o r   s u b tle  an d   co m p le x   d ef ec t t y p e.           Fig u r 4 .   L o s s e s   v s   iter atio n s   cu r v e       T ab le  3 .   E v alu atio n   o f   A P   f o r   B B o x   an d   m a s k   M e t r i c   B b o x   S e g   AP   2 7 . 0 7   2 3 . 5 9   A P   I oU =   . 50   7 4 . 3 1   6 9 . 3 2   A P   I oU =   . 75   1 1 . 5 8   8 . 0 8   A P   s m a l l   2 6 . 6 4   2 1 . 4 8   A P   m e di um   3 1 . 8 6   3 2 . 2 0   A P   l a r ge   n a n   n a n       T ab le  4 .   A P   f o r   ea ch   ca teg o r y   o f   d ef ec ts   C a t e g o r y   B b o x   S e g   m i ssi n g _ h o l e   2 8 . 0 3   2 4 . 7 2   m o u s e _ b i t e   3 5 . 5 9   3 3 . 4 1   o p e n _ c i rc u i t   2 6 . 1 3   2 3 . 2 2   sh o r t   2 7 . 4 7   2 2 . 3 9   sp u r   2 1 . 5 5   1 5 . 5 4   sp u r i o u s _ c o p p e r   2 3 . 6 4   2 0 . 2 5       Fig u r 5   ill u s tr ate s   t h m o d el's  p r ed ictio n s ,   i n cl u d in g   b o u n d in g   b o x e s   a n d   s e g m en tat io n   m as k s ,   f o r   v ar io u s   P C B s   in   th v a lid ati o n   d ataset.   E ac h   P C B   im ag e   f ea tu r es  s in g le  d ef ec t y p e ,   s elec ted   f r o m   s i x   d is tin ct  ca te g o r ies:   m is s i n g   h o le,   m o u s b ite,   o p en   cir cu it,  s h o r t,  s p u r ,   an d   s p u r io u s   co p p er ,   as  d escr ib ed   in   th d ataset  s ec tio n .   T h co n s o lid ated   f ig u r o f f er s   clea r   v is u aliza t io n   o f   t h m o d el 's  p er f o r m an ce   ac r o s s   th ese  d ef ec t t y p es,  w i th   t h co r r esp o n d in g   A P   p er ce n tag e s   d is p la y ed   f o r   ea ch   d ef ec t in s ta n ce .     3 . 4 .     Dis cus s io n   o k ey   f ind i ng s   T h r esu lts   d e m o n s tr ate  th at  Dete ctr o n 2 s   Ma s k   R - C NN  f r a m e w o r k   is   h i g h l y   e f f ec ti v e   f o r   P C B   d ef ec d etec tio n ,   p ar ticu lar l y   f o r   d ef ec ts   lik 'm o u s e_ b ite '   an d   'm is s in g _ h o le , '   w h ic h   ex h ib i ted   h ig h   p r ec is io n .   B y   le v er ag in g   i n s ta n ce   s e g m en tatio n ,   t h m o d el  i m p r o v es  b o th   o b j ec lo ca lizatio n   an d   p ix el - le v el   s eg m e n tatio n ,   o u tp er f o r m i n g   tr ad itio n al  i m a g p r o ce s s in g   an d   ea r lier   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es .   P ar am eter   tu n in g ,   s u c h   as  ad j u s tin g   I MS _ P E R _ B A TC H   an d   B A S E _ LR ,   s ig n i f ica n tl y   i m p ac ted   p er f o r m a n ce ,   w it h   E x p er i m e n 4   y ield in g   t h b est  r esu lt s .   Ho w e v er ,   s u b tle  d ef ec ts   li k ' s p u r '   an d   'sp u r io u s _ co p p er '   s h o w ed   lo w er   p r ec is io n ,   h ig h li g h ti n g   t h n ee d   f o r   f u r t h er   r ef i n e m en t .   Fu t u r w o r k   s h o u ld   f o c u s   o n   d ata  au g m en tatio n   an d   f i n e - tu n i n g ,   a s   in cr ea s i n g   d ataset  d iv er s it y esp ec ial l y   f o r   s u b tle  d ef ec t s ca n   i m p r o v g en er al izatio n   an d   en h a n ce   r ea l - w o r ld   d etec t io n   ac cu r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 :   4 1 72 - 4180   4178       Fig u r 5 .   Mo d el  p r e d ictio n s   o f   b o u n d in g   b o x es a n d   s e g m e n t atio n   m a s k s   f o r   v ar io u s   d ef ec t   in s ta n ce s   i n   P C B s   w it h   co r r esp o n d in g   A P   p er ce n tag es       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s t u d y   d e m o n s tr ates  t h e f f icien c y   o f   Dete c tr o n 2 s   Ma s k   R - C N i n   d etec ti n g   an d   s eg m e n ti n g   P C B   d ef ec ts ,   en h an c in g   lo ca lizatio n   ac cu r ac y   a n d   m in i m iz in g   f alse  p o s iti v es  u s i n g   p ix e l - le v el  m a s k s .   T h m o d el  ac h ie v ed   h i g h   p r ec is io n   f o r   d ef ec t s   li k m o u s e_ b it e   an d   m i s s i n g _ h o le,   w it h   b o u n d in g   b o x   A P   o f   2 7 . 0 7   an d   s eg m e n tatio n   A P   o f   2 3 . 5 9 .   A an   I o t h r esh o ld   o f   0 . 5 0 ,   it  r ec o r d ed   7 4 . 3 1   ( B b o x )   an d   6 9 . 3 2   ( Seg ) ,   d em o n s tr ati n g   r o b u s p er f o r m an ce .   Ho w e v er ,   p er f o r m a n c f o r   s m aller   o r   m o r co m p l ex   d ef ec ts ,   s u ch   as   s p u r   an d   s p u r io u s _ co p p er ,   w as  lo w er ,   r ef lectin g   th n ee d   f o r   f u r th er   r ef in e m e n t,  p o ten tiall y   t h r o u g h   ad d itio n al  tr ain i n g   d ata  o r   f i n e - t u n i n g .   T h co n s i s te n d ec li n i n   clas s i f icatio n ,   d etec tio n ,   an d   s e g m en ta tio n   lo s s   v al u es  co n f ir m s   th m o d el’ s   lear n in g   ef f icac y .   T h is   r e s ea r ch   h i g h lig h t s   th p o ten tia o f   s eg m e n tat io n - b ased   m o d els  to   i m p r o v au to m ated   P C B   in s p ec tio n ,   en ab lin g   d etailed   d ef ec an aly s i s   to   co m p le m en t   tr ad itio n al  m et h o d s .   F u t u r d ir ec tio n s   m a y   in v o lv i n te g r a tin g   ad v a n ce d   m o d els  li k Y OL o r   e n s e m b le   ap p r o ac h es to   f u r th er   e n h a n ce   d ef ec t d etec tio n   f o r   r ea l - t i m q u alit y   co n tr o l in   i n d u s tr ial  s et tin g s .     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 - 8708       I n s ta n ce   s eg men ta tio n   fo r   P C B   d efec t d etec tio n   w ith   Dete ctro n 2   ( A r a va lli   S a in a th   C h a ith a n ya )   4179   ACK NO WL E D G M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   s p ec iall y   t h an k   T h Op en   L ab   o n   Hu m an - R o b o I n ter ac tio n - P ek i n g   Un i v er s it y   f o r   P C B   Def ec t D ataset.       FU NDIN G   I NF O RM AT I O N   Au t h o r   s tate  n o   f u n d in g   i n v o l v ed .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   A r a v alli Sai n at h   C h ai th a n y a                               L a v ad y Nir m ala  Dev i                               P u tt y   Sri v id y a                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au t h o r   s tate  n o   co n f lict o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata   s u p p o r tin g   th f in d i n g s   o f   th i s   s tu d y   ar av ailab l f r o m   P ek in g   Un i v er s it y   u n d er   licen s e   an d   ca n n o b p u b licl y   s h ar ed .   Der iv ed   s eg m e n tatio n   an n o ta tio n s   a n d   th co d m a y   b g r an ted   b y   th a u t h o r s   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est,  s u b j ec t to   ap p r o v al  an d   eth ical  co n s id er atio n s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   P C B   m a n u f a c t u r i n g   p r o c e ss:   A   c o mp r e h e n si v e   g u i d e ,   M K T PC B ,   2 0 2 3 .   h t t p s: / / w w w . mk t p c b . c o m/ p c b - m a n u f a c t u r i n g - p r o c e ss/   ( a c c e sse d   M a y   1 1 ,   2 0 2 3 ) .   [ 2 ]   R .   G i r sh i c k ,   J.  D o n a h u e ,   T .   D a r r e l l ,   a n d   J.  M a l i k ,   R i c h   f e a t u r e   h i e r a r c h i e f o r   a c c u r a t e   o b j e c t   d e t e c t i o n   a n d   se man t i c   se g me n t a t i o n ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   I EEE  C o m p u t e S o c i e t y   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e Vi si o n   a n d   P a t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   J u n .   2 0 1 4 ,   p p .   5 8 0 5 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 4 . 8 1 .   [ 3 ]   R .   G i r sh i c k ,   F a st   R - C N N ,   i n   2 0 1 5   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   V i si o n   ( I C C V) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 4 4 0 1 4 4 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C V . 2 0 1 5 . 1 6 9 .   [ 4 ]   S .   R e n ,   K .   H e ,   R .   G i r sh i c k ,   a n d   J.   S u n ,   F a st e r   R - C N N :   T o w a r d r e a l - t i me   o b j e c t   d e t e c t i o n   w i t h   r e g i o n   p r o p o s a l   n e t w o r k s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   Pa t t e rn   An a l y s i a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   3 9 ,   n o .   6 ,   p p .   1 1 3 7 1 1 4 9 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P A M I . 2 0 1 6 . 2 5 7 7 0 3 1 .   [ 5 ]   A .   S h a r ma,   I n t r o d u c t i o n   t o   t h e   Y O L O   f a mi l y ,   Py I m a g e S e a rc h ,   2 0 2 2 .   h t t p s: / / p y i mag e se a r c h . c o m/ 2 0 2 2 / 0 4 / 0 4 / i n t r o d u c t i o n - to - t h e - y o l o - f a mi l y /   ( a c c e sse d   O c t .   1 0 ,   2 0 2 3 ) .   [ 6 ]   H .   B a n d y o p a d h y a y ,   W h a t   i s   i n st a n c e   se g me n t a t i o n ,   h o w   d o e i t   w o r k   a n d   w h a t   a r e   i t s   r e a l - l i f e   a p p l i c a t i o n s?   R e a d   o n   t o   l e a r n   h o w   t o   t r a i n   y o u r   o w n   i n st a n c e   se g me n t a t i o n   mo d e l   o n   V 7   i n   l e ss  t h a n   a n   h o u r ! ,   V7 .   2 0 2 2 ,   A c c e sse d :   N o v .   1 5 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w w w . v 7 l a b s.c o m/ b l o g / i n st a n c e - se g me n t a t i o n - g u i d e .   [ 7 ]   Z .   L u ,   Q .   H e ,   X .   X i a n g ,   a n d   H .   L i u ,   D e f e c t   d e t e c t i o n   o f   P C B   b a se d   o n   B a y e f e a t u r e   f u si o n ,   J o u r n a l   o f   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 0 1 8 ,   n o .   1 6 ,   p p .   1 7 4 1 1 7 4 5 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / j o e . 2 0 1 8 . 8 2 7 0 .   [ 8 ]   P .   W e i ,   C .   L i u ,   M .   L i u ,   Y .   G a o ,   a n d   H .   L i u ,   C N N - b a se d   r e f e r e n c e   c o mp a r i so n   me t h o d   f o r   c l a ss i f y i n g   b a r e   P C B   d e f e c t s,   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 0 1 8 ,   n o .   1 6 ,   p p .   1 5 2 8 1 5 3 3 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / j o e . 2 0 1 8 . 8 2 7 1 .   [ 9 ]   V .   A .   A d i b h a t l a ,   J . - S .   S h i e h ,   M .   F .   A b b o d ,   H . - C .   C h i h ,   C . - .   C .   H su ,   a n d   J.  C h e n g ,   D e t e c t i n g   d e f e c t i n   P C B   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   v i a   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   2 0 1 8   1 3 t h   I n t e r n a t i o n a l   Mi c ro s y s t e m s,   P a c k a g i n g ,   Assem b l y   a n d   C i r c u i t s   T e c h n o l o g y   C o n f e re n c e   ( I MP AC T ) ,   2 0 1 8 ,   p p .   2 0 2 2 0 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I M P A C T . 2 0 1 8 . 8 6 2 5 8 2 8 .   [ 1 0 ]   B .   H u   a n d   J.  W a n g ,   D e t e c t i o n   o f   P C B   su r f a c e   d e f e c t w i t h   i m p r o v e d   F a st e r - R C N N   a n d   f e a t u r e   p y r a mi d   n e t w o r k ,   I EEE  Ac c e ss v o l .   8 ,   p p .   1 0 8 3 3 5 1 0 8 3 4 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 0 1 3 4 9 .   [ 1 1 ]   A .   S .   C h a i t h a n y a   a n d   L .   N .   D e v i ,   L o c a l i z a t i o n   o f   d e f e c t o n   P C B s   w i t h   d i v e r se   a c q u i si t i o n s,”   J o u r n a l   o f   I m a g e   a n d   G r a p h i c s v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   5 3 6 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 8 1 7 8 / j o i g . 1 2 . 1 . 5 3 - 6 5 .   [ 1 2 ]   M .   C a l a b r e se ,   L .   A g n u sd e i ,   G .   F o n t a n a ,   a n d   O t h e r s,  A p p l i c a t i o n   o f   mas k   R - C N N   f o r   d e f e c t   d e t e c t i o n   i n   p r i n t e d   c i r c u i t   b o a r d   man u f a c t u r i n g ,   Re se a r c h   S q u a r e ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 1 2 0 3 / r s. 3 . r s - 3 4 9 1 5 1 7 / v 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 :   4 1 72 - 4180   4180   [ 1 3 ]   X .   H u ,   S u p p o r t   v e c t o r   mac h i n e   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n   t o   r e g r e ssi o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n ,   M . S .   t h e si s,   G r a d u a t e   C o l l e g e ,   M i sso u r i   S t a t e   U n i v e r si t y ,   S p r i n g f i e l d ,   M i sso u r i ,   U S A ,   2 0 1 7 .   [ 1 4 ]   K .   H e ,   G .   G k i o x a r i ,   P .   D o l l á r ,   a n d   R .   G i r sh i c k ,   M a s k   R - C N N ,   i n   2 0 1 7   I E EE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   Vi s i o n   ( I C C V) ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 9 8 0 2 9 8 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C V . 2 0 1 7 . 3 2 2 .   [ 1 5 ]   Y .   W u ,   A .   K i r i l l o v ,   F .   M a ssa,   W . - Y .   L o ,   a n d   R .   G i r sh i c k ,   D e t e c t r o n 2 ,   G i t H u b .   2 0 1 9 ,   A c c e sse d :   D e c .   0 8 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / g i t h u b . c o m/ f a c e b o o k r e se a r c h / d e t e c t r o n 2 .   [ 1 6 ]   R o b o t i c i n s t i t u t e   d a t a se t ,   Pe k i n g   U n i v e rsi t y .   2 0 2 3 ,   A c c e sse d :   F e b .   1 6 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / r o b o t i c s. p k u sz . e d u . c n / r e so u r c e s/ d a t a se t EN G / .   [ 1 7 ]   L a b e l   S t u d i o ,   G e t   st a r t e d   -   L a b e l   S t u d i o   q u i c k   st a r t   g u i d e ,   L a b e l   S t u d i o .   2 0 2 3 ,   A c c e sse d :   S e p .   1 1 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / l a b e l st u d . i o / g u i d e / g e t _ st a r t e d . h t ml # Q u i c k - st a r t .   [ 1 8 ]   A .   S .   C h a i t h a n y a   a n d   L .   N .   D e v i ,   P r e c i se   P C B   d e f e c t   d e t e c t i o n   v i a   i n st a n c e   se g me n t a t i o n   u s i n g   Y O L O v 7   a n d   Y O L O v 8 ,   J o u rn a l   o f   El e c t r o n i c   I m a g i n g ,   v o l .   3 4 ,   n o .   3 ,   p .   3 3 0 1 8 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 . JEI . 3 4 . 3 . 0 3 3 0 1 8 .   [ 1 9 ]   C o n v e r t   d a t a   t o   C O C O   J S O N ,   r o b o f l o w .   2 0 2 3 ,   A c c e sse d :   O c t .   1 5 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / r o b o f l o w . c o m/ f o r mat s/ c o c o - j s o n .   [ 2 0 ]   K .   H e ,   X .   Z h a n g ,   S .   R e n ,   a n d   J .   S u n ,   D e e p   r e si d u a l   l e a r n i n g   f o r   i m a g e   r e c o g n i t i o n ,   2 0 1 6   I EEE  C o n f e r e n c e   o n   C o mp u t e r   V i s i o n   a n d   P a t t e r n   R e c o g n i t i o n   ( C V P R ) ,   L a s Ve g a s,  N V ,   U S A ,   2 0 1 6 ,   p p .   7 7 0 - 7 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 6 . 9 0 .   [ 2 1 ]   A .   S .   C h a i t h a n y a   a n d   M .   R a c h a n a ,   I d e n t i f i c a t i o n   o f   d i se a se d   p a p a y a   l e a f   t h r o u g h   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   I n d i a n   J o u rn a l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 8 ,   p p .   4 6 7 6 4 6 8 7 ,   2 0 2 3 .   [ 2 2 ]   T. - Y .   L i n ,   P .   D o l l a r ,   R .   G i r sh i c k ,   K .   H e ,   B .   H a r i h a r a n ,   a n d   S .   B e l o n g i e ,   F e a t u r e   p y r a mi d   n e t w o r k f o r   o b j e c t   d e t e c t i o n ,   i n   2 0 1 7   I EEE  C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e Vi s i o n   a n d   P a t t e r n   R e c o g n i t i o n   ( C VPR) ,   J u l .   2 0 1 7 ,   p p .   9 3 6 9 4 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 7 . 1 0 6 .   [ 2 3 ]   R o i   a l i g n   l a y e r ,   Me d i u m .   2 0 2 3 ,   A c c e sse d :   N o v .   2 7 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / f i r i u z a . me d i u m.c o m / r o i - p o o l i n g - vs - r o i - a l i g n - 6 5 2 9 3 a b 7 4 1 d b .   [ 2 4 ]   T u r n   f a st e r   R - C N N   i n t o   mas k   R - C N N ,   T h i n k   A u t o n o m o u s ,   2 0 2 3 .   h t t p s: / / w w w . t h i n k a u t o n o mo u s. a i / b l o g / i n st a n c e - s e g m e n t a t i o n /   ( a c c e sse d   D e c .   0 9 ,   2 0 2 3 ) .   [ 2 5 ]   E.   S h e l h a me r ,   J .   L o n g ,   a n d   T .   D a r r e l l ,   F u l l y   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k f o r   s e man t i c   se g me n t a t i o n ,   I EEE   T r a n s a c t i o n o n   Pa t t e rn   An a l y si a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   3 9 ,   n o .   4 ,   p p .   6 4 0 6 5 1 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P A M I . 2 0 1 6 . 2 5 7 2 6 8 3 .   [ 2 6 ]   P r o b a b i l i st i c   l o sse s.”   2 0 2 3 ,   A c c e ssed :   O c t .   2 6 ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / k e r a s. i o / a p i / l o sse s/ p r o b a b i l i st i c _ l o sse s/ .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ar a v a ll S a in a t h   Cha ith a n y a           is  a   re se a rc h   sc h o lar  i n   t h e   De p a rtm e n o El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   (ECE )   a Un iv e rsity   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Os m a n ia  Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d ,   a n d   a n   a ss istan t   p r o f e ss o a Ra ji v   G a n d h Un iv e rsity   o Kn o w led g e   T e c h n o lo g ies   (RG U KT ),   Ba s a r,   T e lan g a n a .   He   h o ld a n   M . T e c h .   in   V L S s y ste m   d e sig n   a n d   a   B.   T e c h   in   ECE   f ro m   J NTU H y d e ra b a d .   W it h   n in e   y e a rs o f   te a c h in g   e x p e rien c e ,   h is  re se a rc h   i n tere sts  in c l u d e   ima g e   p ro c e ss in g ,   n e u ra l   n e tw o rk s,  c o m p u ter  v isio n ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a n d   V L S I.   He   sp e c ial ize in   d ig it a sy ste m   d e si g n ,   sy ste m - on - c h ip   (S o C)   d e sig n ,   a n d   v e rif ica ti o n .   He   c a n   b e   c o n ta c ted   a e m a il c h a it a n y a . a ra v a ll i@ g m a il . c o m .         La v a d y a   Nir m a l a   De v         re c e iv e d   h e B. En g . ,   M . E n g . ,   a n d   P h . D.  d e g re e in   e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   f ro m   Os m a n ia  Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d ,   In d ia,   w h e re   sh e   is  c u rre n tl y   a   p ro f e s so in   th e   De p a rtm e n o f   ECE .   W it h   o v e 2 0   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e ,   sh e   h a e x p e rti se   i n   su b jec ts  su c h   a sig n a ls   a n d   sy ste m s,  d ig it a sig n a p ro c e ss in g ,   n e u ra n e tw o rk s,  A I/M L ,   Io T ,   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,   a n d   re se a rc h   m e th o d o lo g y .   He re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a d - h o c   n e tw o rk s,  w ir e les c o m m u n ica ti o n ,   Io T ,   sig n a p ro c e ss in g ,   a n d   m a c h in e   le a rn in g .   S h e   is  a c ti v e l y   in v o lv e d   in   re se a rc h   p ro jec ts  f u n d e d   b y   M e iT Y,  DST ,   a n d   UG C,   a n d   c o ll a b o ra tes   w it h   T IHA a IIT   H y d e ra b a d   o n   a u to n o m o u s   n a v ig a ti o n .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il n irm a lad e v i@o s m a n ia.ac . in .         Pu tty   S r iv id y a           re c e iv e d   h e B. T e c h .   in   ECE   f ro m   JN T UH ,   a n d   M . E.   in   sig n a l   p ro c e ss in g   a n d   P h . D.  f ro m   Os m a n ia  Un iv e rsity ,   H y d e ra b a d .   S h e   i a n   a ss istan p ro f e ss o in   th e   De p a rtm e n o f   ECE   a U n iv e rsity   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Os m a n ia  Un iv e rsity ,   w it h   o v e 1 5   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e .   Dr.  S riv id y a   h a se rv e d   a a   T P C   m e m b e f o CIIS   ( 2 0 1 9 2 0 2 4 a n d   is  a   m e m b e o f   IEE E,   th e   sig n a p ro c e ss in g   so c iet y ,   a n d   th e   se n so rs  c o u n c il .   He re se a rc h   h a b e e n   p u b li sh e d   in   re p u ted   j o u r n a ls  li k e   A CM   a n d   S p rin g e r,   a n d   sh e   h a c h a ired   se ss io n a v a rio u c o n f e re n c e a n d   e x p o s.  He re se a rc h   f o c u se o n   w irele ss   se n so n e tw o rk s,   sig n a p ro c e ss in g ,   Io T ,   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   p u tt y sriv id y a 8 @g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.