棉花異纖清除機是在紡織生產過程中自動清除原棉中混有的異纖、異物的設備。異纖、異物包括被污染的異性纖維、丙綸絲、有色尼龍、塑料碎片、色布條、色棉線、麻繩、棕絲、毛發等。如何提高異纖清除機清除異纖和異物的效率是異纖清除機研發的最終目標。
    長嶺紡電作為亞洲最大的紡織電子儀器和設備生產基地，多年來一直致力于棉花異纖清除技術的研究。獨立開發研制的CS系列棉花異纖清除機采用進口彩色高速線掃CCD相機，配合不同頻譜高頻光源的特殊設計進行檢測，在識別軟件控制下實時處理棉流，操作簡單，清除效率高，穩定性好，綜合清除效率達到80%以上。
    長嶺紡電將提升異纖清除機效率作為主攻目標，六項國家專利如虎添翼，強有力的改進措施使得長嶺CS系列棉花異纖清除機更具特色。
1   配套均勻給棉機構，使棉塊疏松、分散，棉流均勻、穩定。
    針對紡織廠老式圓盤開棉設備不能很好的完成棉花開松，且給棉不夠均勻、穩定的情況，研制出了均勻給棉機構。棉花經過均勻給棉機構后，棉塊變小且疏松，當棉花經過均勻給棉機構到達異纖清除機檢測區時，棉流均勻、穩定，這樣有利于異纖的充分暴露，提高異纖清除機的檢測效率。長嶺異纖清除機配套了專用的均勻給棉機構。
2   提高圖像源質量
    圖像源是圖像處理的基礎，要提高圖像處理的準確性，必須提高圖像源的穩定性以及圖像源的信息含量，使棉花圖像盡量適應圖像處理的要求，從而提高設備的清除效率。
2.1 合理光源配置
    合理的光源結構是圖像算法分析的基礎，長嶺紡電設計的光源測試箱，可以模擬多種光源結構，為圖像處理提供良好的環境。在光源測試箱內根據不同的異纖特點，設計了可見光源、紫外光源和混合光源。光場分布均勻，棉花明暗區對比弱，陰影不明顯。光場越均勻，越能提高棉花圖像與背景圖像的融合度，迫使異纖顯露出來。
2.2  提高采集棉花圖像的分辨率
2.2.1采用4K相機
前期研制的CS801、CS801K、CS802棉花異纖清除機產品采用2K彩色相機進行棉花圖像采集。2K相機每行2048個像素點，采集視野寬度為800mm，相機可以最小分辨0.4mm左右寬度的異纖，這足以清除棉花中的細小絲狀異纖，并且棉雜等噪點在2K圖像中對圖像處理的影響較小，降低了異纖誤噴率，節省了撿棉花的人力，滿足了用戶的需求。        
為了清除頭發絲等更細小的異纖，長嶺紡電新研制的CS805、CS806棉花異纖清除機產品選用了4K彩色相機進行棉花圖像的采集。4K相機每行有4080個像素點，采集視野寬度為800mm，相機可以最小分辨0.2mm左右寬度的異纖。這樣，對于普通絲狀異纖和更細小的異纖（如頭發絲）都能夠進行識別，如果考慮異纖寬度具有像素分辨率寬度70%以上所形成的亞異纖像素的情況，通過圖像處理軟件算法和閾值的設定，該異纖也有一部分可以識別。通過使用4K相機大大提高了對細小異纖的清除效率。
2.2.2  提高相機采集頻率
棉花中的異纖形態各異，僅提高橫向分辨率對部分相對水平的異纖識別具有一定的難度，必須提高采集圖像的縱向分辨率，即提高相機的采集頻率。原來的設備相機采集頻率為4K/s，以棉流速度為8m/s計算，相機的縱向分辨率為2mm，不適合識別細小異纖。為了盡量提高相機采樣頻率，將相機采集頻率提高到7K/s，相機縱向分辨率提高到1.14mm。
3  高速圖像處理平臺
高速圖像處理板卡是長嶺紡電自主研發的獨立嵌入式系統，它提供了更高性能的圖像處理能力，綜合了FPGA與DSP的優點，增加了板面器件密度，采用獨立總線設計以獲得較高帶寬，提高器件與總線頻率以獲得更高圖像處理能力，使更復雜、更精確的圖像算法在FPGA+DSP上得以快速實現。
4  棉花圖像與背景圖像的融合度
重新設計光路，提高棉花圖像的亮度。選用光通量大的鏡頭，從而提高圖像的亮度，提高圖像信噪比，降低了噪聲對圖像的影響。
由于異纖檢測是對運動中的棉花異纖的檢測，實際是多背景的目標檢測，即動態變化棉花背景、不變背景（背景板），因此，為了更好的識別目標，必須考慮背景的影響，最好是把兩者背景融合為一種背景，所以在良好光源環境的基礎上，重新設計了背景條的顏色，使棉花圖像和背景條圖像的RGB差值小于15，通過減小圖像顏色差值來提高棉花圖像與背景圖像的融合度。
5  圖像算法
在提高圖像源質量的基礎上跟據異纖特征設計特定算法。目前跟據圖像源特點，設計了顏色算法、顏色加強算法、形狀識別算法、絲狀識別算法等，提高了細小異纖及淺色異纖的識別率。對于具有熒光的異纖設計了光譜算法等，提高了對帶有熒光異纖的清除效率。
5  提高氣閥的噴氣效率
6.1 提高氣閥控制軟件的實時響應速度。在氣閥控制軟件的設計中，實時響應速度從1ms提高到0.5ms，提高了氣閥的噴氣精度。
6.2 提高氣閥噴嘴的張角，從而提高噴除異物的準確性。
通過在氣閥控制軟件中設計雙閥連動和三閥連動功能，以及對噴氣閥嘴的設計，增大了氣閥噴嘴的張角，從而提高噴除異物的效率。
    通過這些措施和方法，長嶺紡電CS系列產品的清除效率得到了很大的提升。表1是產品改進后用戶的實驗數據。在棉花充分開松的條件下，采用最小尺寸面狀為1cm2、線狀為40mm×2mm的各種異纖混合后，從前級開棉機出口投入棉流，進行檢出率試驗，試驗結果如表1所示。
    從表1的5組試驗數據中可以看出，CS806棉花異纖清除機識別和檢出異纖的能力穩定，各類異纖的綜合檢出率不低于80%。
    CS系列棉花異纖清除機整機性能穩定，用戶界面人性化，操作簡單，可提高紡織廠的工作效率，降低紡織工人的勞動強度。投入市場以來，已得到了用戶的認可。長嶺紡電仍將以提高清除效率為目的對產品進行技術改進和提高。