棉花异纤清除机是在纺织生产过程中自动清除原棉中混有的异纤、异物的设备。异纤、异物包括被污染的异性纤维、丙纶丝、有色尼龙、塑料碎片、色布条、色棉线、麻绳、棕丝、毛发等。如何提高异纤清除机清除异纤和异物的效率是异纤清除机研发的最终目标。
    长岭纺电作为亚洲最大的纺织电子仪器和设备生产基地，多年来一直致力于棉花异纤清除技术的研究。独立开发研制的CS系列棉花异纤清除机采用进口彩色高速线扫CCD相机，配合不同频谱高频光源的特殊设计进行检测，在识别软件控制下实时处理棉流，操作简单，清除效率高，稳定性好，综合清除效率达到80%以上。
    长岭纺电将提升异纤清除机效率作为主攻目标，六项国家专利如虎添翼，强有力的改进措施使得长岭CS系列棉花异纤清除机更具特色。
1   配套均匀给棉机构，使棉块疏松、分散，棉流均匀、稳定。
    针对纺织厂老式圆盘开棉设备不能很好的完成棉花开松，且给棉不够均匀、稳定的情况，研制出了均匀给棉机构。棉花经过均匀给棉机构后，棉块变小且疏松，当棉花经过均匀给棉机构到达异纤清除机检测区时，棉流均匀、稳定，这样有利于异纤的充分暴露，提高异纤清除机的检测效率。长岭异纤清除机配套了专用的均匀给棉机构。
2   提高图像源质量
    图像源是图像处理的基础，要提高图像处理的准确性，必须提高图像源的稳定性以及图像源的信息含量，使棉花图像尽量适应图像处理的要求，从而提高设备的清除效率。
2.1 合理光源配置
    合理的光源结构是图像算法分析的基础，长岭纺电设计的光源测试箱，可以模拟多种光源结构，为图像处理提供良好的环境。在光源测试箱内根据不同的异纤特点，设计了可见光源、紫外光源和混合光源。光场分布均匀，棉花明暗区对比弱，阴影不明显。光场越均匀，越能提高棉花图像与背景图像的融合度，迫使异纤显露出来。
2.2  提高采集棉花图像的分辨率
2.2.1采用4K相机
前期研制的CS801、CS801K、CS802棉花异纤清除机产品采用2K彩色相机进行棉花图像采集。2K相机每行2048个像素点，采集视野宽度为800mm，相机可以最小分辨0.4mm左右宽度的异纤，这足以清除棉花中的细小丝状异纤，并且棉杂等噪点在2K图像中对图像处理的影响较小，降低了异纤误喷率，节省了捡棉花的人力，满足了用户的需求。        
为了清除头发丝等更细小的异纤，长岭纺电新研制的CS805、CS806棉花异纤清除机产品选用了4K彩色相机进行棉花图像的采集。4K相机每行有4080个像素点，采集视野宽度为800mm，相机可以最小分辨0.2mm左右宽度的异纤。这样，对于普通丝状异纤和更细小的异纤（如头发丝）都能够进行识别，如果考虑异纤宽度具有像素分辨率宽度70%以上所形成的亚异纤像素的情况，通过图像处理软件算法和阈值的设定，该异纤也有一部分可以识别。通过使用4K相机大大提高了对细小异纤的清除效率。
2.2.2  提高相机采集频率
棉花中的异纤形态各异，仅提高横向分辨率对部分相对水平的异纤识别具有一定的难度，必须提高采集图像的纵向分辨率，即提高相机的采集频率。原来的设备相机采集频率为4K/s，以棉流速度为8m/s计算，相机的纵向分辨率为2mm，不适合识别细小异纤。为了尽量提高相机采样频率，将相机采集频率提高到7K/s，相机纵向分辨率提高到1.14mm。
3  高速图像处理平台
高速图像处理板卡是长岭纺电自主研发的独立嵌入式系统，它提供了更高性能的图像处理能力，综合了FPGA与DSP的优点，增加了板面器件密度，采用独立总线设计以获得较高带宽，提高器件与总线频率以获得更高图像处理能力，使更复杂、更精确的图像算法在FPGA+DSP上得以快速实现。
4  棉花图像与背景图像的融合度
重新设计光路，提高棉花图像的亮度。选用光通量大的镜头，从而提高图像的亮度，提高图像信噪比，降低了噪声对图像的影响。
由于异纤检测是对运动中的棉花异纤的检测，实际是多背景的目标检测，即动态变化棉花背景、不变背景（背景板），因此，为了更好的识别目标，必须考虑背景的影响，最好是把两者背景融合为一种背景，所以在良好光源环境的基础上，重新设计了背景条的颜色，使棉花图像和背景条图像的RGB差值小于15，通过减小图像颜色差值来提高棉花图像与背景图像的融合度。
5  图像算法
在提高图像源质量的基础上跟据异纤特征设计特定算法。目前跟据图像源特点，设计了颜色算法、颜色加强算法、形状识别算法、丝状识别算法等，提高了细小异纤及浅色异纤的识别率。对于具有荧光的异纤设计了光谱算法等，提高了对带有荧光异纤的清除效率。
5  提高气阀的喷气效率
6.1 提高气阀控制软件的实时响应速度。在气阀控制软件的设计中，实时响应速度从1ms提高到0.5ms，提高了气阀的喷气精度。
6.2 提高气阀喷嘴的张角，从而提高喷除异物的准确性。
通过在气阀控制软件中设计双阀连动和三阀连动功能，以及对喷气阀嘴的设计，增大了气阀喷嘴的张角，从而提高喷除异物的效率。
    通过这些措施和方法，长岭纺电CS系列产品的清除效率得到了很大的提升。表1是产品改进后用户的实验数据。在棉花充分开松的条件下，采用最小尺寸面状为1cm2、线状为40mm×2mm的各种异纤混合后，从前级开棉机出口投入棉流，进行检出率试验，试验结果如表1所示。
    从表1的5组试验数据中可以看出，CS806棉花异纤清除机识别和检出异纤的能力稳定，各类异纤的综合检出率不低于80%。
    CS系列棉花异纤清除机整机性能稳定，用户界面人性化，操作简单，可提高纺织厂的工作效率，降低纺织工人的劳动强度。投入市场以来，已得到了用户的认可。长岭纺电仍将以提高清除效率为目的对产品进行技术改进和提高。