烟草行业高端产品规模的扩大与消费者对产品质量需求的提高，给烟草在线检测技术带来了巨大挑战。针对烟草生产过程中烟丝异物难以剔除，影响卷烟口感、烟草叶片病情害种类繁多且病情复杂、卷烟外包装瑕疵难以识别等问题，传统人工在线检测方法效率低下，且正确率难以保证，无法适应我国烟草行业的高质量发展。在阐明基于机器视觉的烟草在线检测原理的基础上，围绕视觉检测原理和深度学习模型两个方面系统地阐述烟草在线检测技术的研究现状与最新进展，结合现有典型应用分析不同视觉模型以及深度学习模型检测方法的优越性和局限性，进而探讨基于机器视觉的烟草在线检测技术的发展趋势和前景。

随着我国经济的高速发展, 地表水污染问题日趋严重, 实现地表水水质连续监测对于保障人类健康和保护环境至关重要。 亚硝酸盐氮浓度是水质评估的一项重要指标, 污染的水体对人畜及水产构成很大威胁。 利用紫外可见吸收光谱检测有机污染物已经成为水质检测的重要方法。 国内关于紫外可见光谱法检测亚硝酸盐氮的文献并不多, 一般采用对水样进行化学前处理然后再利用紫外分光光度计预测浓度。 这种方法不仅检测步骤繁琐, 耗时耗力, 对环境进一步造成污染, 而且无法实现实时连续检测。 无化学预处理的基于紫外可见吸收光谱法的亚硝酸盐氮浓度检测鲜有报道。 采用紫外可见光谱法针对地表水水质的无人值守自动连续监测方法开展基础研究。 配置了亚硝酸盐氮样本溶液, 设计了为期三天的实验, 每天分别测量所有样本的紫外可见光谱(记为D1组, D2组, D3组)。 首先将前两天的样本分别进行偏最小二乘回归法(PLSR)建模, 利用交互验证得到平均绝对相对误差(MAPE)分别为1.19%和1.85%, 这说明PLSR模型具有优良的预测精度。 其次, 为了验证PLSR模型在不同条件下的适应性, 取D1, D2的实验数据进行互相预测分析。 两天互相预测的MAPE分别为3.36%和4.51%, 低于5%, 说明PLSR模型具有良好的鲁棒性。 最后, 将D1, D2的全部样本用于建立最终的PLSR实测模型, D3的样本作为测试集。 测试集的MAPE为2.19%。 结果表明, 基于紫外可见光谱分析技术的PLSR算法对溶液中亚硝酸盐氮浓度的算法检测结果的MAPE均控制在5%以下, 优于同类文献的测量精度。 此外, PLSR模型建模过程简单, 运算时间短; 建好的模型结构简单更容易移植并固化到嵌入式系统中, 为后期开发设计便携式装置带来便利。 作为地表水亚硝酸盐氮浓度检测的基础研究, 可为日后地表水水质的精准快速检测提供指导。

基于透镜色散原理，提出了运用分波段照明法扩大单透镜成像景深的方法.理论推导出物距和照明光波长之间存在正相关关系，据此选择相应波段的照明光源，通过照明光学设计，使不同物距的物体均能清晰成像在同一像面上.ZEMAX软件模拟结果与理论分析吻合.采用自行设计的图像采集系统，只用一个35 mm焦距普通双凸透镜进行实验测试.人眼主观和专业软件测试结果均表明：采用分波段照明方式比用白光照明景深扩大81.8%，分辨率最大提升200.3%；比只用单色光照明景深扩大了93.6%，分辨率最大提升189.7%.

提出一种基于二维经验模态分解(2D EMD)的像素匹配方法，并结合五步非等步算法应用于在线三维面形测量中。将一正弦条纹投影到在线匀速运动的待测物体上，物体运动产生等效相移，在一个条纹周期范围内任意采集五帧变形条纹图。采用2D EMD方法对变形条纹图进行分解，可以得到与待测物体形貌变化一致的模态图像，通过大津法对其进行二值化处理，并截取可靠性较高的区域作为像素匹配模板进行像素匹配，使各帧条纹图中物点一一对应并计算出相应的等效相移量。再利用五步非等步相移算法解相可得到截断相位，采用相位展开算法得到连续相位，利用相位高度映射公式可恢复出被测物体的三维面形。计算机模拟与实验验证了该方法的有效性。

针对惯性约束聚变(ICF)光学元件损伤问题，提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)及最小二乘支持向量机(LSSVM)回归的高精度检测方法。建立了损伤区域总灰度与实际尺寸的回归模型，通过该回归模型对待检测损伤区域的尺寸进行预测，得到损伤区域的高精度尺寸。为剔除回归模型建立过程中离群样本点的影响，采用RANSAC方法对训练样本进行优化选择。针对抽样组中样本数对检测精度及检测效率的影响进行了相关实验，确定了抽样组中样本数的合适区间。RANSAC-LSSVM方法可通过改变误差评价函数得到不同评价体系下的最优回归模型。实验证明，在传统像素级检测方法的基础上，该方法将损伤尺寸检测的平均相对误差降低了近90%。

提出了一种无需标记的物体在线三维面形测量方法。将一固定的正弦条纹投影到待测运动物体上，借助物体运动产生等效的相移变形条纹。基于傅里叶变换轮廓术的调制度对各帧变形条纹计算，提取其具有某一特定分布的特征区域，采用相关度最大法，检测各帧变形条纹对应的调制度特征区域的位移量来检测出物体的移动，从而实现像素匹配，得到一组像素坐标完全一一对应的等效相移变形条纹图。利用Stoilov相移算法得到物体的截断相位，利用位相展开算法展开位相，通过位相和高度映射即可实现在线移动物体的面形测量。通过计算机仿真验证了该方法的可行性。

准确测定光学薄膜的激光损伤阈值可以衡量光学薄膜的抗激光损伤能力，测定损伤阈值的关键是准确地判定损伤的发生与否。建立了He－Ne散射光检测光学薄膜激光损伤阈值系统。通过测量同一样品点的He－Ne散射光能量变化来判断薄膜表面发生的损伤，并对制备的类金刚石薄膜与HfO₂／SiO₂反射膜进行了阈值测试。与等离子体闪光法的阈值测试结果进行比较，具有较好的一致性。分析表明：He－Ne散射光测试系统能有效地判断出激光诱导损伤，易于实现在线检测。

基于强激光系统光学元件损伤的在线暗场成像检测,提出了一种无损、自动、快速检测的新算法。该算法根据模式识别中的聚类理论,对光学元件损伤的暗场图像实现了损伤斑块位置的自动检测分析。同时,根据损伤的暗场图像特点,用双向扫描方式得到了无遗漏点的损伤连续斑块,实现了损伤斑块尺度的自动检测。理论分析和实验均显示,损伤暗场自动检测图像的快速聚类算法能实现光学元件损伤位置和损伤尺度的准确、自动分析。