为了消除投影仪的伽马效应，近年来二值条纹投影轮廓术得到快速发展。如何确定合适的离焦量是二值条纹离焦投影三维测量的关键问题。离焦不足时，条纹会包含高阶谐波；离焦过度的话，条纹对比度降低，相位分辨率降低，同时噪声的影响相对变大。离焦不足或离焦过度都会影响相位测量精度。为了解决这一问题，基于数字相关法提出一种最优离焦量的确定方法。该方法利用条纹与其二阶微分的相关性来确定最佳离焦量，以获得准正弦条纹。在欠离焦和过离焦情况下，相关系数均较小，只有当条纹为准正弦条纹时，相关系数取得极大值。对该方法进行了数值模拟和实验验证。实验结果表明，所提方法具有速度快、准确性高的优点，可在二值条纹投影过程中实时跟踪相关系数并确定最佳离焦量。

基于三维数字图像相关（3D-DIC）方法，采用拼接技术对口腔印模的三维形貌进行了测量。针对具有复杂表面形貌的口腔印模，采用由四个水平布置的相机组成的两个3D-DIC 测量子系统，对每个子系统测量得到的局部形貌进行拼接，进而得到口腔印模的整体形貌。与传统的双相机3D-DIC 测量方法测量结果进行了比较。实验结果表明，采用本文方法能够较好地重构出复杂的口腔印模的三维形貌，为口腔印模的三维重建提供了一种新的途径，同时也为复杂表面物体的三维形貌测量提供了参考。

提出了基于单幅彩色条纹投影的不连续物体及动态三维形貌的测量方法。该方法利用计算机产生一幅正弦条纹图和两幅单一强度图分别通过红蓝绿三个通道合成为一幅彩色条纹图，由液晶投影仪投影到被测物体表面，彩色CCD采集变形条纹图并保存在计算机中。通过三色分离，同时获得正弦条纹图和反映表面反射率分布及背景信息图，通过图像除法运算及亚像素精度归一化处理实现物体三维形貌的恢复。对于表面形貌不连续的物体，利用蓝色分量的灰度图像进行二值化处理定位阴影或暗背景，从而引导正确的相位求解。实验验证了该方法对不连续物体动态测量方面的可行性。

针对数字全息中零级像的存在影响数字再现像的质量,分析数字全息图的记录、再现原理及频谱特性,提出了一种利用有限脉冲响应滤波器消除全息图数字再现中零级像的方法。该方法只需记录一幅数字全息图,不需要相移器材或其他辅助设备,直接利用数字图像处理对数字全息图在空域进行预处理,消除全息再现时的零级像干扰。对比了数字模拟和实验拍摄到的全息图在应用有限脉冲响应滤波器消除零级像前后的再现结果,表明该方法可消除零级衍射像,改善重建像质量,并且算法简单。

针对振动式微机械陀螺的设计过程中对微振子动态特性的精确评价问题，提出一种测量微振子动态特性的光学方法。该方法利用高速摄像机获取陀螺微振子在振动时的时间序列图像，然后采用数字图像相关技术对序列图像进行相关计算，以获得微振子在大气中振动的位移、速度和加速度曲线，并由此计算微振子的固有频率和品质因数。该方法对位移的分辨力在亚微米量级，具有较高的测量精度。对文中被测陀螺驱动模态的固有频率测量结果为2061.67 Hz,大气压下的品质因数测量结果为66.67。提出的方法可为微陀螺动态特性的测量提供一种精确、有效的途径。

采用显微栅线投影法结合相移技术测量了微镜在不同驱动电压下的转角,并同理论值进行了比较,平均误差为4.5%,结果表明:测量值和理论值比较吻合.

提出一种新的投影栅相位测量方法――两步相移法。该方法只需两幅相移条纹图,因此计算量小,速度快。给出了实验及计算结果,并同四步相移法进行了比较,证明了该方法具有较高的精度。

相位展开(PhU)问题从理论上讲是一个不适定问题.根据被测物理量的整体连续性,提出了一种基于最小截面差的相位展开方法.理论分析和对实验条纹图的处理结果表明,该方法特别适合于具有相位间断大于π,条纹欠采样及随机噪声等条纹图的相位展开.同支切(Branch cuts)法相比,该方法具有算法简单、计算量小且可靠度高的特点,具有一定的实用性.

采用液晶显示(LCD)投影仪产生的正弦条纹,用四步相移技术对物体进行了三维形貌测量,重点讨论了去包裹问题,对大面积相位间断区的模板标识及含离散相位间断点条纹图的去包裹问题提出了新的处理方法,给出了实际测量及计算结果.