赵睿轩 周 强 王思琦

（陕西科技大学电气与控制工程学院，陕西西安，710021）

在纸张生产过程中，由于设备故障、生产原料污染、人工操作不当等原因，会产生一些影响纸张正常使用的缺陷，统称为纸病。纸病的存在不仅影响纸张的外观，而且会影响纸张的一些物理指标，严重时会使纸张成为废品。而且，纸病的周期性出现预示着造纸设备很可能出现了故障，需要及时检修设备；所以，对纸病进行检测十分必要。随着造纸技术自动化的提高，纸机车速越来越快，传统的人工纸病检测方法已难以满足工业生产需求。而机器视觉技术随着不断的发展现已趋于成熟，应用领域也越来越广［1］，在纸病检测领域中也得到了越来越多的应用。

传统的基于机器视觉的纸病检测系统主要以电耦合器件“（Charge Coupled Device，CCD）+个人电脑（Personal Computer，PC）”结构模式为主［2-4］，并常常使用数字信号处理（Digital Signal Process，DSP）或图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）进行加速，但都局限于使用计算机作为控制和处理数据核心。而随着纸机车速的提高、纸幅的加宽以及对纸病辨识精度要求的提高，CCD相机采集到的海量图像数据，给系统的处理速度带来了巨大冲击。以串行方式工作的计算机中央处理器（Central Processing Unit，CPU）在图像采集、预处理和纸病辨识的整个过程中越来越难以满足系统数据处理的实时性要求［5］。如何提高海量数据下的数字图像的处理速度一直是一个难题［6］。研究发现，使用现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）代替PC机作为纸病检测的控制处理核心更为合适［7-9］。……