纸病检测系统出现问题的解决方法

　　凡不包括在纸张质量技术要求范围内的纸张缺陷均可称为纸病。典型的纸病有黑斑、亮斑、褶皱、孔洞、烂边等，若以灰度这一特征看所有纸病不外乎三类：孔洞、黑斑、亮斑。

　　河南大指造纸装备集成工程有限公司开发的DZ-WIS纸病检测系统，为基于机器视觉的纸病检测系统，其基本原理是：运用多个与车速同步的高分辨率线阵CCD相机对经光源反射或透射的纸幅进行逐行扫描，并实时将所捕获图像转化为电信号传输至计算机工作站。计算机工作站运用图像处理算法对纸幅图像进行处理，分析出各种纸病的图像和详细信息，以多种形式输出，满足用户不同需求。

　　主要由以下三部分构成：图像采集模块;计算机工作站;纸病检测软件。以上三个部分，是构成纸病检测系统的核心，它们的有机结合可满足工作车速1500m/min高速纸机的要求。检测精度可达0.1mm2。

纸病检测系统构成示意图

　　不同造纸车间的具体环境往往不同，要满足用户的要求，纸病检测系统必须提高其自身对不同环境的适应性。在DZ-WIS的安装调试过程中，我们经历过振动、高温、高湿等多种环境问题给我们带来的困扰，但也因此努力寻找解决这些问题的方法，并通过对问题的解决使DZ-WIS系统得到了完善。

　　比如，纸病检测系统运行过程中普遍会遇到的难题之一便是环境光线的变化问题(注：光线直射到检测区域无法解决)，理想状态下，系统应在一个恒定的光照环境中运行，但实际上很难如此。实际测试过程中，在这个车间能够正常运行的纸病检测系统安装在另一个车间运行却出现问题，系统正常运行一段时间后便发生误报，我们随即修正参数使系统恢复正常，但是一段时间后误报再次出现，反复多次也未能彻底解决问题。在排除了程序的问题后，我们开始寻找其他的原因，经过车间环境的对比，发现该造纸生产车间的顶部、四周窗口均比较多，造成车间内部环境光线早中晚差异较大，仅在某一时间段对系统进行调节根本无法使其在其他时间段保持正常检测。

　　对于这一情况，我们所采取的解决方法是，通过动态调整相机曝光时间或增益来动态保证图像灰度的稳定。这在很大程度排除了外界环境光的干扰，使系统保持在一个稳定的工作状态。相机参数动态调整流程如图。

相机参数动态调整流程

　　需要注意的是，实践中我们了解到缩小曝光时间可减小因纸张高速运动而造成的图像模糊，而增大曝光时间某些条件下还会造成图像里出现横向黑线条之类干扰，增加相机的增益会降低图像的信噪比等等。