目前对皮棉杂质检测仅限于皮棉表面的图像分析，而检测皮棉内部杂质，才是完整检测皮棉杂质的关键。在分析皮棉杂质透射特性的基础上，确定了光透射成像系统中若干成像参数。对光透射成像中的若干关键技术进行深入研究，定量分析了光源种类、光源能量与透射效果的关系，分析了增强杂质透射效果的方法。通过杂质图像的分析，可有效检测皮棉中各种内部杂质。

在多路CCD成像结构中，由于影响各路成像参量不一致的因素较多，常规校正方法变得复杂和困难。在分析多路CCD成像机理的基础上，提出了一种利用小波变换的多路CCD成像非一致性动态校正新方法，即在分析同一目标成像中异路图像像元特性差异的基础上，利用小波变换构筑校正因子对后续的CCD捕获图像进行校正。为满足实时校正的需要，研究了动态条件下成像校正的时效性，分析了不同小波的动态校正效率。实验结果表明，校正后同一目标异路图像相关值为0.9975，ymlet3小波在两路及多路成像校正中均具有较高效率；在多路成像中，Symlet系列小波相对于其它类型小波校正效率相对突出。此方法为多路cCD成像非一致性在线校正提供了有效的途径。

由于相似异物与所处背景的外观特征极其相似，常规的红外光谱成像方法无法获取相似异物的图像特征，使目前红外图像检测技术遇到新的挑战。论文针对复杂背景中相似异物检测难题，提出了一种基于红外多波长透反射（infilared multi-wavelength transmission renection简称IMWTR）成像技术的相似异物检测方法。该方法在分析相似异物与所处背景红外多波长成像特性差异基础上，在红外多波长成像中引入透反射结构，由此建立红外多波长透反射成像技术并构建了数学模型。针对棉花中白色丝状异物进行实验，在近红外波段将反射9剐)nm-及透射780nm图像融合获取异物特征，然后利用图像处理提取棉花中多种异物。该方法为相似异物检测提供了一条切实可行的新思路。

由于相似异物与所处背景的外观特征极其相近，现有的光谱成像检测技术遇到新的挑战。针对复杂背景中相似异物检测难题，提出了利用同色异谱破坏特性的透反射光谱图像检测方法。在分析同色异谱破坏过程中异物与背景光谱特性差异基础上，建立了波长优选函数筛选最优波长的透反射光源构建成像检测系统。以棉花中的白色丝状异物作为实验对象，利用最佳波长透反射成像系统获取异物特征，采用图像决策层融合增强异物图像特征，最后利用二值化处理提取异物目标。实验结果表明，在利用390 rll'n反射波长与580 rlin透射波长的双波长图像检测中，成像系统获取的相似异物图像特征明显，异物提取后检测结果与实际相符。此方法可有效检测棉花中多种白色丝状异物，为相似异物检测提供了一种新思路。

为有效检测出与棉纤维形态、颜色极其相似的异性纤维杂质，根据异性纤维与棉纤维近红外吸收特性的差别，提出近红外光谱成像方法检测皮棉异性纤维杂质该方法分析近红外波段中异性纤维与棉纤维吸收特性差异随波长变化规律，确定了区分棉纤维与多种异性纤维的最佳波段的范围，建立红外光谱成像系统，将异性纤维近红外吸收特性转化为近红外图像中异性纤维图像特征，利用自适应图像增强和二值化图像处理，从皮棉背景中提取异性纤维实验结果表明，该方法获取的异性纤维图像特征明显，检测结果与实际相符，此方法可有效识别皮棉中异性纤维杂质。