烟草除杂机是用于烟叶生产流水线上剔除烟草中异物的专用装置。它是一种集电、光、机、气为一体的自动化检测系统。烟草除杂机有较高的实时性与准确性要求,因此采用的数字图像处理平台必须具备支持复杂算法和处理海量高速数据的能力。论文针对卷烟厂采用的某一款烟草除杂机进行了图像处理系统的软硬件设计。论文首先完成了图像处理系统的总体设计,主要包括软硬件设计两部分。完成了烟草除杂机图像处理平台的硬件设计,主要包括最小系统、CCD相机采集电路、外存储器电路和数据通信电路的设计。具体有：电源电路,时钟电路,FPGA配置电路和复位电路的设计；CameraLink接口和CameraLink信号转换板卡设计；FPGA与FLASH接口电路、FPGA与SSRAM接口电路和FPGA与SDRAM接口电路的设计；RS232接口电路、以太网接口电路及FPGA和DSP通信接口电路的设计。研究了烟草异物识别算法及其在FPGA上的实现,具体包括：算法需求分析、图像预处理、二值化异物剔除算法、子算法模块FPGA实现、自适应IP核设计、SOPC系统集成和NIOS软核程序开发。其中NIOS程序主要包括图像获取,图像二值化和以太网网卡驱动及通信程序的设计。最后进行了现场硬件设备与软件程序联试联调。其中包括FPGA与DSP图像通信接口EMIFA的联合调试,并对烟草除杂机在实际生产线上的剔除效果进行了分析与总结。