利用图像处理技术可以实现许多工业图像在线自动检测,以取代人工检测。本文分析研究数字图像处理技术中的多种处理方法特别是数学形态学的方法,并把它应用到工业在线检测系统中。论文考虑锅炉液位在线检测的要求及特点,研究了液位图像预处理、标尺刻度提取、液位边缘的亚像素定位和结果修正算法。在对各种方法的处理效果进行了对比分析后,选择合适的处理方法引入到该液位在线检测系统中,并最终得到液位测量值。在进行实际测量实验后,结果表明该方案基本可以满足锅炉液位在线检测的精度,验证了本液位在线检测系统方案的可行性与有效性。论文针对带钢生产线上采集的图像存在对比度低、噪声干扰严重以及检测算法实时性等问题,在传统形态学算子基础上提出了变尺度Top-Hat变换的带钢表面缺陷检测方法。实验结果表明,与传统的边缘检测算法相比,该算法通过合理选择结构元素的尺度能明显降低噪声对检测结果的影响,准确检测出带钢表面缺陷的边缘。论文在此基础上还对形态学结构元素的尺度选择进行了深入的分析和研究,给出了两种结构元素尺度的自适应方法,在形态学处理中设计结构元素,得到了很好的效果,验证了结构元素尺度自适应选择的可行性。最后据现场要求探讨了系统的硬件选型和设计问题,给出一种基于数学形态学处理的两类系统硬件设计方案。