为获得均匀光照，提高视觉测量系统图像的品质，对前置对称安装的矩形发光二极管(LED)光源布置问题进行了研究。考虑到解析法要求光轴与辐照面法线平行，提出采用优化的方法布置光源。根据光源的结构特征，以方差作为主要指标，建立优化目标函数。考虑到目标函数的非凸性，采用模拟退火算法（SA）对问题进行求解。搭建实验平台对照度分布进行了测量，考察均匀度在95%以上的区域，优化方法的结果与实验结果基本一致，误差在4%以内。结果表明，确定的优化目标合理，提出的光源优化布置方法有效。

考虑数字图像滤波处理对融线性和非线性于一体的数学模型的需求，根据Weierstrass逼近理论推导建立了通用的自回归数学模型。该模型将线性自回归模型和非线性自回归模型融合于一个统一的数学表达式中，仿真实验表明其能够较好地拟合现有的线性和非线性自回归模型。用二维向量取代标量参数，推导了通用自回归模型的二维数学表达式。通过对比分析，确定采用GM(Generalized M estimator)参数估计法进行参数估计。实验结果表明，该算法收敛较快，平均迭代次数不超过6次，线性模型平均计算耗时为150 s，二次模型平均耗时为418 s。提出的二维通用自回归模型滤波方法能较好地保留图像的细节信息，图像滤波效果好。