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硕士班研究所新生手册
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PPSC
Lab.
Directed
by
Prof.
M
H.
P erng
凡本人之研究生，必须在本人同意指导论文之后的一个月期限内，
仔细读完这一本手册，
并针对不解的部分求教学长或本人，
直到确定充
分了解为止。
如果你期望在两年期间
顺利完成硕士学位，
并且按部就班地把这两年时间最有效地利用，
这本小
小的手册告诉你：
（
1
）获得硕士学位的最低修课与论文要求，< /p>
（
2
）这个实验室里用什
么样的制度协助你
完成前述要求，
（
3
）为什么要有这些要求，以及这样的制度安排 ，
（
4
）你
该如何规划修课与研究进度。
关于最低毕业学分的要求，是控制组的统一规定。关 于论文的要求，是我个人的规定，
别的实验室可能有不一样的规定和要求，
不在此细述。
至于本实验室的制度安排，
是针对前
述论
文要求而设计的。基本上，我对学位论文的前述要求是与英、美所有
Master
of
Science
的要求一致。但是国外有所谓的
Master of Engineering
，其训练目标、过程、课程安排等 皆
与
Master of Science
大相径庭。
壹、选课
（
1-1
）
<
/p>
毕业学分
：学校规定硕士班
最低毕业学分是
26
学分
（含两学期书报讨论共
两学分，
以及
八门三学分的课
）
。
通常硕士生会在两年四个 学期里分别选修
4+3+2+1
门课，或者
4+3+2
门课。
（
1-2
）
控制组规定
：
必修「
PME 5203
数字控制系统」与「
PME 5201
线性系统理
论」
两门课
（大学部为本系毕业且已修过该课程者可免修）
，
此外
再任选两
门控制组开授之研究所课程（
课号为
52XX
者皆可）
。
（
1-3
）
如果你的硕士论文题目是机械视觉，我建议你多选修以下课程：
学期
修
课
课
名
三下
逻辑设计（
PM E3209
）
、
汇编语言（交大电子系）
、
四上
微算机原理
（
PME4200
）
、
DSP
程序 设计与实验（交大电控）
、
四下
C
程序语言与机 电系统应用
（
PME4020
）
、
计算器结构
（
EE3450
）
、
< br>
一上
线性系统理论、数字控
制系统
、
影像处理
（
EE6630
）
、
数字电路
设计（
EE4285
）
一下
< br>智能型控制
、
视讯处理
（
EE6650
）
、
样型辨别
（
EE6660
）
、
类神经
网络（
EE6530< /p>
）
二上
计算机周边系统导论、微机电传感器
其中
红色
表示控制组必修，< /p>
粉红色
表示控制组必须任选其中两门，
蓝色
表
示与机械视觉密切相关的课，
绿色
表示与电路 或芯片设计相关的课，
粗体
字
为建议选 修，
细体字
为建议旁听。类神经网络是一门较难分类的课，它
和机械视觉有关，能选修最好，但非必要。
假如你可以从大二开始规划，更好的选修课方式建议如下：
学期
修
课
课
名
二下
汇编语言（交大电子系）
三上
逻辑设计（
EE2280
）
三下
计算器结构（
EE3450
）
四上
微算机原理（
P ME4200
）
、数字电路设计（
EE4285
）
、
DSP
程序
设计与实验（交大电控）<
/p>
四下
C
程序语言与机电系统应用（
PME4020
）
、
一上
线性系统理
论、数字控制系统
、
影像处理
（
EE6630
）
一下
智能型控制
、
视讯处理
（
EE6650< /p>
）
、
样型辨别
（
EE6660
）
、
类神经
网络（
EE6530
）
二上
计算机周边系统导论、微机电传感器
这个
program
和上一个的差别主要是可以较早修完数字电路设计（
VHDL
< br>语言，主要用于
FPGA
芯片设计）
，大四下就可以先尝试 进行用
DSP
及
FPGA
进行基础的影像处理程序撰写。此外，先学汇编语言，再学逻辑设
计、再学计算器结构，最后学数字电路设计，后三门彼此前后错开是较佳
的学习程序。
（
1-4
）
<
/p>
影像处理是机械视觉的基础或先修性课程，它提供了机械视觉所需要的各
< br>种基础工具，而机械视觉可以视为是影像处理技术的一种应用领域。样型
辨别也是
影像处理技术的一种应用领域，它算是机械视觉的一个主要子题
之一。视迅处理。
（
1
）与机电系统结合，
（
1-5
）
以影像处理的技术为核心，未来可以发展的方向有：
成为自动化的关键性技术
（尤其是组件定位、
制程及产品瑕疵检验等）
，
（
2
）
与
IC
及芯片设计技术结合，
成为机械视觉相关产品
（譬如：
智能型大楼门
禁管理与监控系统核心芯片）之核心技术，或者影像、视迅处理卡的核心
设计技术。
因此，
上面的选课建议中把
FPGA
和
< p>DSP的设计能力列为必备
专长。
贰、论文的要求
我对硕士论文的基本要求是：
（
1
）
论文的主要内容，
是叙述一套
方法
在一个特定
场合
中
的应用。
（
2
）
这套方法必须要有所
创新或突破
， 并因而
对学术界有所贡献
。因此，它或者是
解决既有问题
的
新方法
，
或者是既有方法的
新应用
，
或者是以一个新的方法开启一整片新的
应用领域。
（
3
）
在论文中，你必须要有能力
提出足够的证据< /p>
来让读者信服说：针对这个应用
场合，你所提出来的方法确实有比文献中一
切既有方法更优越之处。
（
4
）
此外，你必须要能
清楚指出这个方法在应用上的限制，
并且提出充分证据来说服读者：
任何应用场合，
只要能
够满足你所提出来的
假 设（前提）条件
，你的方法就一定适用，而且你所描述的优点就一定
会存
在。
（
5
）
你还必须要在论文中清楚指出这个方法 的
限制和可能的缺点
（相对于其它文献
上的既有方法，或
者在其它应用场合里）
。假如这个方法有任何重大缺点，在口试时才被口
试委员指出来，其后果有可能是论文无法通过。
（
6
）
< p>行文风格上，它是一篇论证严谨，逻辑
关系清晰，而且结构有条理的专业论述。也就
是说，在叙述你的方法的过程，你必须要清清
楚楚地交代这个方法的应用程序以及所有仿
真或实验结果的过程，
使得这个专业领域内的任
何读者，都有办法根据你
的描述，在他的实验室下复制出你的研究成果
，以便确定你的结
论确实是
可以「在任何时间、任何地点、任何人」都具有可重复性（可重复性是「科学」的
根本要
求）
。
（
7
）
而且，你对这个方法 的
每一个步骤都必须要提供充分的理由
说明「为什么
非如
此不可」
。
（
8
）
最后，你的论文 必须要在适当位置清楚
注明所有和你所研究之题目相关
的文献
论文）
，
你都有必要全部找出来（如果漏掉就是你的过失）
，
仔细读过。
假如你在学位论文口
试时，有口试委员指出有一篇
既有文献，在你所讨论的问题中处理得比你的方法还好，这
就构成你论文无法及格的充分
理由。
（
9
）第（
2
）款所谓「对 学术界的贡献」
，指的是：把
你的所有研究成果扣除掉学术界已经发表过
的所有成果
（不管你实际上有没有参考过，
没有
参考过也
算是你的重大过失）
，剩下的就是你的贡献。
假如这个贡献太少，也构成你论文无
法及格的充分理由。
上面所叙述的九款要件中，除第（
2
）款之外，通通都是必须要做到的，因此没有好坏
之分。一篇硕士论文的好坏（以
及成绩的评定标准）
，主要是看第（
2
）款所谓「对学术界的
贡献」
的多寡与重要性而定。
假如你要申请国外的博士班，< /p>
最重要的也是看你的硕士论文有
什么「贡献」而定（这往往比
TOFEL
、
GRE
、
GPA
还 重要）
。
一个判断硕士论文的好坏有一个粗浅办法：
假如你的研究成果可 以在国外著名学术期刊
（
journals
，而非
magazines
）上发表，通常就比一篇只能在国外学术会议（
c onferences
）上
发表的硕士论文贡献多；
一篇 国外学术会议的论文又通常比无法发表的论文贡献多；
在国际
顶尖学术期
刊上发表的论文通常比一篇二流的学术期刊论文贡献多。
SCI
有一种叫做
Impact
Factor
的指数，统计一个期刊每篇论 文被引述的次数。通常这个次数（或指数）愈高，对
学术界的影响力就愈大。以机械视觉
相关领域的期刊而言，
Impact Factor
在
1.0
以上的期
刊，
都算是顶尖的期刊。
这些期 刊论文的作者，
通常是国外顶尖学府的著名教授指导全球一
流的博士生做
出来的研究成果。
参、完成硕士论文所需要的能力
从前面的叙述可以归纳出来，
完成硕士论文所需要的能力包括以下数项，
依它们的培养
先后次序逐项
讨论。
（
1
）
数据检索 的能力
：在给定（或自己拟定）的题目范围内，你必须有能力利用数据检索
系统
（尤其是教育部
「博硕士论文检索系统」
、
Compendex
和
SCI
这三套论文数据索引系统）
，
查出所有相关的论文，
而无任何遗漏
（否则你可 能在论文口试时才发现同一个题目已经有人
发表过了）
。
你到底要用什么样的关键词和查所程序去保证你已经找出所有相关的文献？这
是第一个大
的挑战。
每一组关键词（包含联集与交集）代表一个论文所构成的集合，假如你
< br>用的关键词不恰当，
你可能找到的集合太小，
没有涵盖所有的相关文献；< /p>
假如你用的关键词
太一般化（譬如「
image
< p>」）
，通常你找到的集合会太大，除了所有相关文献之外还加上好几
十倍的毫不相关的文献。
（
2
）
资料筛选的能力
：即使你使用了恰当的搜寻策略，通常找到的文献集合都 还是明显地
比你所需要的集合大，
而且通常文献比数大概在一两百篇或数 百篇之间，
而其中会和你的的
研究子题直接且密切相关的论文，通常只有
廿、卅篇左右。你如何可以
只读论文的题目、摘
要、
简介 和结论
，
而还没有完全看懂内文，
就准确地判断出这篇论文中是否 有值得你进一步
参考的内容，
以便快速地把需要仔细读完的论文从数百篇 降低到廿、
卅篇？这考验着你从事
资料筛选的能力。
< /p>
（
3
）
期刊论文的阅读能力
：期刊论文和大学部的课本截然不同。大学部的课本是寻次渐进
地从最基本的知识背景逐
步交代出整套有系统的知识，
中间没有任何的跳跃，
只要你逐页读
下去，
就可以整本都读懂，
不需要在去别的地方找参考数据。
< p>但是期刊论文是没头没尾的十
几页文献，只交代最核心的创意，并援引许多其它论文
的研究成果（但只注明文献出处，而
完全没有交代其内容）
。因此，要读 懂一篇论文，一定要同时读懂数篇或十数篇被援引的其
它论文。偏偏，这十几篇被援引的
论文又各自援引十数篇其它论文。因此，相对于大学部的
教科书而言，
期 刊论文是一个极端没有系统的知识，
必须要靠读者自己从几十篇论文中撷取
出相关的片段，
自己组织成一个有系统的知识，
然后才有办法开始阅读与吸收。
要培养出这
种自己组织知识的能力，
需要在学校靠着大量 而持续的时间去摸索、
体会，
而不可能只利用
业余的零星
时间去培养。
因此，
一个大学毕业后就不再念研究所的学生，
不管 他在大学部有
多优秀，
都很难在工业界利用业余的时间去培养出这种能力 。
所以，
硕士毕业生和大学毕业
生最大的差别，就是：学
士只学习过吸收系统知识的能力（也就是读别人整理、组织好的知
识，典型的就是课本）
；但硕士则学习过自己从无组织的知识中检索、筛选、组织知识的能
力<
/p>
。
（
4
）
期刊论文的分析能力
：为了确定你的学位论文研究成果确实比所有相关的学术期刊论
文都更适合处理你所拟定的应用场域，
首先你必须要有能力逐篇分析出所有相关期刊论 文的
优点与缺点，
以及自己的研究成果的优点与缺点，
然 后再拿他们来做比较，
总结出你的论文
的优点和缺点（限制）
同的研究成果，
假如你要在锁定的应用场域上「打败」他们，突出自己的优点，这基本上是
一个极端困难
的挑战。
即使只是要找出他们的缺点，
都已经是一个相当困难的工作了。
一个
大学毕业生
，四年下来都是假定「课本是对的」这样地学下来 的，从来没有学习如何分析课
本知识的优缺点，也就是「
只有理解的能力 ，而没有批判的能力
」
。硕士生则必须要有「对
一切既有
进行精确批判」的能力
。但是，这个批判并非个人好恶或情绪化的批判，而是真的
找得到充分理由去支持的批判。这个批判的能力，让你有能力自己找到自己的优、缺点，因
此也有机会自己精益求精。所以，一个大学毕业生在业界做事的时候，需要有人指导他（从
事批判性检验）
，帮他找出缺点和建议改进的可能性。但是，
一个严 格训练过的合格硕士，
他做事的时候应该是不需要有人在背后替他做检证，他自己就应该
要有能力分析自己的优、
缺点，主动向上级或平行单位要求支持。其实，至少要能够完成
这个能力，才勉强可以说你
是有「独立自主的判断能力」
。
（
5
）
创新的能力
： 许多大学毕业的工程师也能创新，但是硕士的创新是和全世界同一个学
术团体内所有的名
师和博士生挑战。
因此，
两者是站在不同的比较基础上在进行的：
前者往
往是一个企业内部的「闭门造车」
，后者是一个全球的开放性竞争 。其次，工程师的创新往
往是无法加以明确证明其适用条件，
但是学术的 创新却必须要能够在创新的同时厘清这个创
新的有效条件。因此，
大学毕 业生的主要能力是吸收既有知识，但硕士毕业生却应该要有
能力创造知识。
此外，
台湾历年来工业产品的价位偏低，
这一部分是因为国际大厂的打压以
及国际消费者的信任不易建立。但是，另一方面，这是因为台湾的产品在质量上无法控制，<
/p>
因此只好被当作最粗糙的商品来贩卖。
台湾的产品之所以无法有稳定的质量 ，
背后的技术原
因就是：
各种创新都是只凭一时偶然的巧 思，
却没有办法进一步有系统地厘清这些巧思背后
可以成立的条件。但是
，创新其实是可以有一套「有迹可寻」的程序的，这是我最得意的心
得，也是我最想教的
。
肆、为什么要坚持培养阅读与分析期刊论文的能力
我所以一直坚持要训练研究生阅读与分析期刊论文的能力，
主要是为了学生毕业后中 长
期的竞争力着想。
台湾从来都只生产国外已
经有的产品，
而不事创新。
假如国外企业界比国外学术的技术
落后三年，
而台湾的技术比国外技术落后五年，
则台湾业界所需要的所有技术 都可以在国外
学术期刊上找到主要的理论依据和技术核心构想（除了一些技术的细节和<
/p>
know how
之
外）
。因此，阅读 期刊的能力是台湾想要保持领先大陆技术的必备条件。
此外，
只要能够充分掌握阅读与分析期刊论文的技巧，
就可以水到渠成地轻松进行
「创
新」的工作。所以，
只要深入掌握到阅读与分析期刊论文的技巧
，
就可以掌握到大学生不
曾研习过的三种能力：
（
1
）自己从无组织的知识中检索、筛选、组织知识的能力、
（
2
）对一
切既有进行精确批判的独立自主判断能力、
（
3
）创造新知识的能力。
创新的能力在台湾一直很少被需要
（因为台湾只会从国外买整套设备、
制程和设计 与制
造的技术）
。但是，大陆已经成为全球廉价品制造中心，而台商为了 降低成本也主动带技术
到大陆设厂（包括现在的晶元代工）
，因此整个不 具关键性技术的制造业都会持续往大陆移
动；甚至
IC
的设计（尤其数字的部分）也无可避免地会迅速朝向「台湾开系统规格，进行
系统整合
，大陆在前述架构下开发特定数位模块」的设计代工发展。因此，未来台湾将必然
会被逼
着朝愈来愈创意密集的创意中心走（包括商务创意、经营创意、产品创意、与技术创
新）
。因此，不能因为今天台湾的业界不需要创新的能力，就误以为自己一辈子都不需要拥
< p>有创新的能力。
我在协助民间企业发展技术研发的过程中
，
碰到过一位三十多岁的厂长。
他很聪明，
但
从小家穷，被环境逼着去念高工，然后上夜校读完工专。和动态性能（
bandwidth< /p>
、
response
speed
等）无关 的技术他都很深入，也因为产品升级的需要而认真向我求教有关动态性能的
基本观念。但
是，怎么教他都不懂，就只因为他不懂工程数学。偏偏，工程数学不是可以在
工厂里靠自
修读会的。
一个那么聪明的人，
只因为不懂工数，
就注定从三十岁 以后一辈子无
法在专业上继续成长！他高工毕业后没几年，廿多岁就当课长，家人与师长
都以他为荣；卅
岁当厂长，公司还给他技术股，前途无量；谁想得到他会在卅岁以后被逼
着「或者升级，或
者去大陆，或者失业」？
每
次想起这位厂长，看着迫不急待地要到台积电去「七年赚两千万退休金」的学生，或
者只
想学现成可用的技术而不想学研究方法的学生，
我总忍禁不住地要想：
十年后，< /p>
我教过
的学生里，会不会有一堆人就只因为不会读期刊论文而被逼提前退休
？
再者，
技术的创新并不是全靠聪明。
我熟谙一套技术创新的方法，
只要学会分析期刊论
文的优缺点，就可拿这
套方法分析竞争对手产品的优缺点；而且，只要再稍微加工，就可以
从这套优缺点的清单
里找到突破瓶颈所需的关键性创意。这套创新程序，可以把「创新」变
成不需要太多天分
便可以完成的事，
从而减轻创意的不定性与风险性。
因此，
只要会 分析论
文，
几乎就可以轻易地组合出你所需要的绝大部分创意。
聪明是不可能教的，
但这套技巧却
是可以教的；而且只要用心，绝
大部分硕士生都可以学会。
就是因为这个原因，我的实验室整个训练的
重心只有一个：通过每周一次的
group
meeting
，培养学生
深入掌握阅读与分析期刊论文的技巧，进而培养他们在关键问题上突破
与创新的能力
。
< br>伍、期刊论文的分析技巧与程序
（参考第
9
页图一 ）
< p>一般来讲，好的期刊论文有较多的创意。虽然读起来较累，但收获较多而深入，因此比
较值得花心思去分析。读论文之前，参考
SCI Impact Factor
及学长的意见是必要的。
一篇期刊论文，主要分成四个部分。
（
1
）
Abstract
：
说明这篇论文的主要贡献、方法特色与主要内容。最慢硕二上学期必须要学
会只看
Abstract
和
Introduction
便可以判断出这篇论文的重点和你的研究有没有直接关连，从而决
定要不
要把它给读完。
假如你有能力每三十篇论文只根据摘要和简介便能筛选出其中最密切
相关的五篇论文，
你就比别人的效率高五倍以上。
以后不管是做事或做 学术研究，
都比别人
有能力从更广泛的文献中挑出最值得参考的资料。<
/p>
（
2
）
Introduc tion
：
Introduction
的功能是介绍问题的背景和起源，交代前人在这个题目上已经有过的主要
贡献，
说清楚前人留下来的未解问题，
以及在这个背景下这篇论文的想解决的问题和它的重
要性。对初学的学生而言，从这里可以了解以前研究的概况。通常我会建议初学的学生，对<
/p>
你的题目不熟时，先把跟你题目可能相关的论文收集个
30
～
40
篇，每篇都只读
Abstract
和
Introduction
，而不要读
Main Body
（本文）
，只在必要时稍微参考一下后面的
Illustrative
examples
和
Co nclusions
，直到你能回答下面这三个问题：
（
2A
）在这领域内最常被引述的
方法有哪些？（
2B
）这些方法可以分成哪些主要派别？（
2C
）每个派别的主要特色（含优
点和缺点）是什么？
问题是，你怎么去找到这最初的
30
～
40
篇论文？有一种期刊论文叫做「
review pa per
」
，
专门在一个题目下面整理出所有相关的论文，
并且做简单的回顾。
你可以在搜寻
Compendex
时在
keywords
中加一个「
r eview
」而筛选出这类论文。然后从相关的数篇
review paper
开
始，从中根据
title
与
Abstract
找出你认为跟你研究题目较相关的
30
～
40
篇论文。
< br>通常只要你反复读过该领域内
30
～
40
篇 论文的
Abstract
和
Introduction
，你就应该可
以从
Introduction
的 评论中回答（
2A
）和（
2B
）这两个问 题。尤其要记得，当你阅读的目的
是要回答（
2A
）和（
2B
）这两个问题时，你一定要先挑那些
Introducti on
写得比较有观念
的论文念（很多论文的
Introd uction
写得像流水帐，没有观念，这种论文刚开始时不要去读
它
）
。
假如你读过假如
30
～
40< /p>
篇论文的
Abstract
和
Introduc tion
之后，
还是回答不了
（
2C
）
，
先做下述的工作。
你先
根据（
2A
）的答案，把这领域内最常被引述的论文找齐，再把他们根据（
2B
）的
答案分成派别，每个派别按日期先后次序排好。然后，
你每次只重新读一派的
Abstract
和
< br>Introduction
（必要时简略参考内文，但目的只是读懂
Int roduction
内与这派有关的陈述，而
不需要真的看懂所有内文）
，照日期先后读，读的时候只企图回答一个问题：这一派的创意
与主要诉
求是什么？这样，你逐派逐派地把每一派的
Abstract
和
Introduction
给读完，总
结出这一派主要的诉求、
方法特色和优点
（每一篇论文都会说出自己的优点，
仔细读就不会
漏掉）
。
其次，你再把这些论文拿出
来，但是只读
Introduction
，认真回答下述问题：
「 每篇论文
对其它派别有什么批评？」然后你把读到的重点逐一记录到各派别的「缺点」栏
内。
通过以上程序，你就应该可以掌握到（
2A
）
、
（
2B
）
、和（
2C
）三个问题的答案。这时
你对该领域内主要方法、文献之
间的关系算是相当熟捻了，但是你还是只仔细读完
Abstract
和
Introduction
而已，内文则只是笼统读过。
这时候，
你已经掌握到这领域主要的论文，
你可以用这些论文测试看看你用来搜 寻这领
域论文的
keywords
到底恰不恰当，并且用修正过的
keywords
再搜寻一次 论文，把这领域
的主要文献补齐，也把原来
30
～
40
篇论文中后来发现关系较远的论文给筛选掉，只保留大
概<
/p>
20
篇左右确定跟你关系较近的文献。如果有把握，可以甚至删除一两个你不想用的 派别
（要有充分的理由）
，只保留两、三个派别（也要有充分的理由）继 续做完以下工作。
然后你应该利用（
2C
）的答案，再进一步回答一个问题
（
2D
）
：< /p>
「这个领域内大家认为
重要的关键问题有哪些？有哪些特性是大家重视的优
点？有哪些特性是大家在意的缺点？
这些优点与缺点通常在哪些应用场合时会比较被重视
？在哪些应用场合时比较不会被重
视？」
然后，你就可以整理出这个领域 （研究题目）主要的应用场合，以及这些应用场合上
该注意的事项。
最后，在你真正开始念论文的
main
body < /p>
之前，你应该要先根据（
2A
）和（
2C
< p>）的答
案，
把各派别内的论文整理在同一个档案夹里，
并照时间先后次序排好。
然后依照这些派别
与你的研究方向的关系远近
，
一个派别一个派别地逐一把各派一次念完一派的
main
bodies
。
（
3
）
Main body
（含
simulation and/or experimental examples
）
：
在你第一次有系统地念某派别的论文
main
bodies
时，你只需要念懂：
（
3A
）这篇论文
< p>的主要假设是什么（在什么条件下它是有效的）
，并且评估一下这些假设在现实条件 下有多
容易（或多难）成立。愈难成立的假设，愈不好用，参考价值也愈低。
3B
）在这些假设下，
这篇论文主要有什么好处。
（
3C
）这些好处主要表现在哪些公式的哪些项目的简化上。
至于
整篇论文详细的推导过程，你不需要懂。除了三、五个关键的公式（最后
在应用上要使用的
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