研究了利用激光散斑的动态特性对涂料的干燥过程进行监测的基本原理和激光散斑动态特性的实时描述算法，提出了差分平均值算法.通过求取一定间隔两帧散斑图的差分图，利用差分图的灰度分布直方图来定性地描述激光散斑动态特性的强弱，用差分图的灰度平均值定量地描述激光散斑的动态特性的变化.实验结果表明，利用激光散斑的动态特性可以实现对涂料干燥过程的无损、在线监测，该算法可以在监测过程中实时给出结果，具有运算时间短、对硬件要求低的特点.

由于水的表面易出现抖动或波动情况，而传统的显微镜成像需要精确的光学焦聚过程，因此不适于观察漂浮于水表面的血吸虫尾蚴.本文论述了用同轴数字全息检测血吸虫尾蚴的基本原理.通过对再现像进行小波分析发现，偏离焦点时的小波变换高频系数的幅值比聚焦时要小得多.针对这一特点，本文对小波变换清晰度评价函数进行了改进，将原来利用高频系数之和改为利用聚焦窗口中高频系数的最大幅值为清晰度评价依据.在模拟实验结果中清晰度评价函数极大值出现在再现距离与记录距离相等处，说明了该算法的准确性.建立了用于血吸虫尾蚴检测的实验装置，可方便获取普通显微图像及数字全息图.实验结果表明，本文提出的算法能实现实际情况下的数字全息自动聚焦，其再现像的分辨率与装有1倍显微镜头的数码显微镜分辨率相当，足以清晰地分辨出血吸虫尾蚴的尾部分叉特征.利用同轴数字全息技术可在水面与图像传感器之间的距离不确定的情况下实现对血吸虫尾蚴的检测.

由于数字全息采用相干光成像，当再现距离偏离焦点时，再现像的边缘会出现振荡现象，采用传统的清晰度评价函数不能准确实现自动聚焦。通过对再现像进行小波分析可以发现，偏离焦点时的小波变换高频系数的幅值比聚焦时要小得多。针对这一特点，对拉普拉斯算子和小波变换清晰度评价函数进行了改进，将原来利用高频系数之和改为利用聚焦窗口中高频系数的最大幅值为清晰度评价依据。为便于同时观察到数字全息三维空间内的目标，还提出了将不同层面上的再现像进行融合的算法。进行了模拟数字全息自动聚焦及再现像融合实验和用数字全息观察生物标本的实验。实验结果表明，改进后的清晰度评价函数可以准确实现数字全息的自动聚焦；提出的融合算法可以将数字全息再现后得到的一系列再现像融合到一幅图片中。

为减小在动态干涉条纹的相位提取中噪声带来的计数误差，研究了在希尔伯特变换相位提取的基础上，利用反正切相位跳变特性，通过软件实现可逆计数的抗干扰算法。通过模拟实验对算法的抗干扰性能进行了验证，实验结果表明：所提出的相位提取算法具有较强的抗干扰性能，在信噪比为11时，算法仍然能得到正确的结果。