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烟草产品对人体健康的危害已经成为全球性热点问题之一,烟草企业正努力采用各种技术来减少吸烟者对香烟中焦油的摄入量。其中,采用烟用水松纸(即包裹在香烟过滤嘴外面的纸)激光打孔技术来减少吸烟者对焦油的吸入量,已得到烟草企业的重视,正逐渐成为中高档香烟实现降焦的主要途径。在对不同香烟产品的水松纸进行激光打孔时,需实时调整激光打孔设备的激光功率和光学系统,以确保当前的透气度满足产品需求。透气度(Porosity)是气体在单位时间和特定压力下通过单位面积内的空气流量(国际单位为CU),是衡量水松纸纸张质量最为重要的指标。由文献调研可知,虽然已明确测量区域内的孔面积是决定透气度的一个关键因素,但如何利用有限的孔面积实现高精度的透气度测量以及模型求解仍然是一个研究难点。本文在分析影响打孔水松纸透气度测量的因素基础上,首先,选取了打孔水松纸的孔面积特征和相关的样本数据,并使用最小二乘回归方法对其进行了定量的分析。然后,利用最小二乘回归和差分进化算法理论,针对打孔水松纸的透气度特性提出了有效的测量模型,本文的主要工作如下：(1)综述了国内外打孔水松纸透气度检测技术的研究与发展现状,并比较了离线检测和在线检测两种方法。(2)在定性分析的基础上结合数据的可获取性,选取了水松纸孔面积是影响透气度的主要因素。针对打孔水松纸孔面积不可直接测量问题,介绍了图像处理技术的基础知识,通过对抓拍的打孔水松纸图像进行处理和分析,进而提取出关键特征数据来建立透气度的测量模型。(3)在对回归分析理论研究的基础上,选用了最小二乘回归(Least Squares Regression, LSR)模型作为水松纸透气度测量模型。根据已设计的新型透气度检测设备的实际测量数据分析得出水松纸孔面积和透气度之间存在一定的非线性关系,并结合LSR的线性和非线性建模特性,选用了非线性LSR作为软测量模型。针对非线性LSR初始值难以确定的问题,本文提出利用加权正交最小二乘回归(Weight Orthogonal Least Squares Regression, WOLSR)建立打孔水松纸透气度和孔面积的测量模型,进而采用该WOLSR模型计算透气度。基于实际生产数据的仿真实验验证了WOLSR模型的测量效果优于标准非线性LSR模型。(4)针对WOLSR模型以误差平方和最小作为目标函数可能导致测量精度不高的问题,本文使用改进差分进化(Improved Differential Evolution, IDE)算法对WOLSR模型参数进行优化,进而得到两者融合的IDE-WOLSR模型,这有助于提高测量精度。基于实际生产数据的仿真实验和算法比较验证了所提方法的有效性。采用IDE-WOLSR软测量模型的新型透气度检测设备已在国内某水松纸厂得到了实际运用,目前运行状况良好。