凡不包括在紙張質(zhì)量技術(shù)要求范圍內(nèi)的紙張缺陷均可稱為紙病。典型的紙病有黑斑、亮斑、褶皺、孔洞、爛邊等，若以灰度這一特征看所有紙病不外乎三類：孔洞、黑斑、亮斑。

河南大指造紙裝備集成工程有限公司開發(fā)的DZ-WIS紙病檢測(cè)系統(tǒng)，為基于機(jī)器視覺的紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其基本原理是：運(yùn)用多個(gè)與車速同步的高分辨率線陣CCD相機(jī)對(duì)經(jīng)光源反射或透射的紙幅進(jìn)行逐行掃描，并實(shí)時(shí)將所捕獲圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)工作站。計(jì)算機(jī)工作站運(yùn)用圖像處理算法對(duì)紙幅圖像進(jìn)行處理，分析出各種紙病的圖像和詳細(xì)信息，以多種形式輸出，滿足用戶不同需求。

主要由以下三部分構(gòu)成：圖像采集模塊;計(jì)算機(jī)工作站;紙病檢測(cè)軟件。以上三個(gè)部分，是構(gòu)成紙病檢測(cè)系統(tǒng)的核心，它們的有機(jī)結(jié)合可滿足工作車速1500m/min高速紙機(jī)的要求。檢測(cè)精度可達(dá)0.1mm2。

紙病檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

不同造紙車間的具體環(huán)境往往不同，要滿足用戶的要求，紙病檢測(cè)系統(tǒng)必須提高其自身對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性。在DZ-WIS的安裝調(diào)試過程中，我們經(jīng)歷過振動(dòng)、高溫、高濕等多種環(huán)境問題給我們帶來的困擾，但也因此努力尋找解決這些問題的方法，并通過對(duì)問題的解決使DZ-WIS系統(tǒng)得到了完善。

比如，紙病檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中普遍會(huì)遇到的難題之一便是環(huán)境光線的變化問題(注：光線直射到檢測(cè)區(qū)域無法解決)，理想狀態(tài)下，系統(tǒng)應(yīng)在一個(gè)恒定的光照環(huán)境中運(yùn)行，但實(shí)際上很難如此。實(shí)際測(cè)試過程中，在這個(gè)車間能夠正常運(yùn)行的紙病檢測(cè)系統(tǒng)安裝在另一個(gè)車間運(yùn)行卻出現(xiàn)問題，系統(tǒng)正常運(yùn)行一段時(shí)間后便發(fā)生誤報(bào)，我們隨即修正參數(shù)使系統(tǒng)恢復(fù)正常，但是一段時(shí)間后誤報(bào)再次出現(xiàn)，反復(fù)多次也未能徹底解決問題。在排除了程序的問題后，我們開始尋找其他的原因，經(jīng)過車間環(huán)境的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該造紙生產(chǎn)車間的頂部、四周窗口均比較多，造成車間內(nèi)部環(huán)境光線早中晚差異較大，僅在某一時(shí)間段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)根本無法使其在其他時(shí)間段保持正常檢測(cè)。

對(duì)于這一情況，我們所采取的解決方法是，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整相機(jī)曝光時(shí)間或增益來動(dòng)態(tài)保證圖像灰度的穩(wěn)定。這在很大程度排除了外界環(huán)境光的干擾，使系統(tǒng)保持在一個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。相機(jī)參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整流程如圖。

相機(jī)參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整流程

需要注意的是，實(shí)踐中我們了解到縮小曝光時(shí)間可減小因紙張高速運(yùn)動(dòng)而造成的圖像模糊，而增大曝光時(shí)間某些條件下還會(huì)造成圖像里出現(xiàn)橫向黑線條之類干擾，增加相機(jī)的增益會(huì)降低圖像的信噪比等等。