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Enregistrement W4408859064 · doi:10.1109/access.2025.3554509

Innovative Approaches for PCB Image Reconstruction: Tailored Datasets, Metrics, and Models

2025· article· en· W4408859064 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueIEEE Access · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueIndustrial Vision Systems and Defect Detection
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceImage (mathematics)Iterative reconstructionData modelingData miningArtificial intelligenceSoftware engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The reconstruction of PCB (Printed Circuit Board) images is vital for quality control in electronic manufacturing, enabling fault analysis, reverse engineering, and repair. However, this task faces significant challenges due to the high complexity and precision required, compounded by densely packed layouts and image degradation from physical damage, contamination, low-light conditions, or tampered components. Existing methods often fall short due to the lack of specialized datasets, insufficient validation against real-world degradation, limited robustness to diverse defect scenarios, and evaluation metrics that fail to capture the fine details critical for PCB functionality. To address these challenges, this study introduces a data-centric approach for PCB image reconstruction, featuring three major contributions: 1) A rigorously validated dataset, PCB_Reconstruction, comprising three subsets—PCB_Mask, PCB_Blur, and PCB_Replace—systematically simulates physical damage, contamination effects, and tampered components. The dataset’s realism is validated through Structural Similarity Index Measure (SSIM) analysis and a CNN-based classification test, confirming its alignment with real-world PCB defects. 2) A new evaluation metric, Detail Reconstruction Quality (DRQ), designed to measure edge reconstruction precision, addressing the limitations of traditional metrics like PSNR and MSE. The validity of DRQ is further demonstrated by benchmarking it against SSIM and PSNR on diverse datasets, including DIV2K and Kodak, where DRQ achieves superior fine-detail reconstruction performance. 3) Comprehensive benchmarking across seven models, providing a robust evaluation of both traditional and state-of-the-art approaches. Among these, the Non-Autoregressive Transformer (NAT) stands out for its lightweight architecture and superior edge restoration performance, achieving a 11.2% DRQ improvement over U-Net on PCB_Mask and a 9.8% DRQ increase over MAE on PCB_Blur. Retraining traditional models (e.g., U-Net and EDSR) on the PCB_Reconstruction subsets further enhances DRQ scores by an average of 15%, demonstrating the dataset’s capacity to improve robustness and generalization. Experimental results confirm that the proposed datasets, evaluation framework, and benchmarking approach significantly advance the precision and reliability of PCB image reconstruction. The datasets, evaluation metrics, and results will be made publicly available at <uri xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">https://github.com/Wangq180/PCB_Research</uri>.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,883
Score d'incertitude au seuil0,438

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,098
Tête enseignante GPT0,302
Écart entre enseignants0,205 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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