小波图像压缩数据量大，实现需时较长。本文将光学小波变换技术应用于图像数据压缩，分析光学小波变换系统和光学小波变换系数特点，对相关量化编码方案进行仿真实验，提出适用于光学系统的压缩方案，并实现光学小波变换的有损压缩。通过分析光学系统对量化编码噪声的容许程度，提出光学系统的近无损压缩方法。实验结果表明，近无损压缩重建图像与经光学小波变换直接重建图像相比，PSNR 仅有0.1dB 的差异，视觉上没有明显差异。

提出了Mallat算法的光学实现方法。针对振幅型空间光调制器只能实现非负的实函数,且CCD只能记录光的强度,提出一种应用于光学4f系统的光学小波滤波器的设计方法。根据采样间距,基于张量积方法由一维小波滤波器系数构造二维小波滤波函数。然后通过拆分、傅里叶变换与归一化,得到非负的实函数形式的频域小波滤波器。最后,给出相应的光学小波变换后处理方法。使用该种光学小波滤波器及其相应的后处理方法,利用光学4f系统实现Mallat算法的小波分解部分,并通过数值计算实现Mallat算法的小波重构部分。仿真实验结果表明,通过本文提出的方法在理论上能够高精度地重构输入图像;在引入光学器件量化误差的条件下,平均重构PSNR为54.27 dB。利用实际的光学4f系统进行光学实验,也能以良好的质量重构输入图像。仿真分析和光学实验结果验证了方法的正确性。

基于对光学小波变换必要条件的分析，提出光学小波包变换的概念．选出虹膜图库的联合最优小波包基，利用最优基的线性组合生成相应的复合光学小波包滤波器．将滤波器用于光电混合虹膜识别系统中对待识别输入进行小波包特征提取预处理，模拟结果不仅证明引入该滤波器可明显提升系统的识别效果，也证明了光学小波包变换提出的意义．

为改进光学小波变换，提出了光学可分离小波变换的概念。通过对光学小波变换的必要条件进行分析，采用层叠算法和二维可分离小波变换构造方法计算出了尺度和小波函数的二维离散近似序列。将新的母小波引入到光学小波变换中，获得了光学可分离小波变换。通过与现有光学小波变换及二维可分离离散小波变换进行比较说明了其优点。

提出了用计算全息制作三类Haar子波滤波器的方法。将一维Haar子波函数组合,将得到三种类型的二维Haar子波函数,利用这三类二维Haar子波可以分别对图像进行角、水平边和垂直边的提取。采用罗曼Ⅲ型迂回位相编码法对三类Haar子波函数进行编码,绘出计算全息图。为了提高全息图的质量,采用显示器分屏抓图的办法,将全息图分割输出。在4f系统中实现对二维图像的三类Haar子波变换,给出了提取二值图像特征的模拟结果。

分析了光学小波变换中实际光学系统对尺度因子选取的限制，确定了小波函数对应光学系统尺度因子的最小值，分别给出几种小波函数在4F系统中尺度因子的最小值，为小波变换应用于实际光信息处理系统提供了有意义的参考数据。

论述了用Mexican-hat小波函数簇实现扩散限制聚集(DLA)模型的光学小波变换(OWT)。采用一系列离散化的压扩因子，成功地将DLA分形图像分解成多种尺度成分。因此，该方法能简单、快速地从不同时段直观地观察分形体自相似结构的形成过程。还用光学小波变换的方法求出了DLA分形的分维值。实验结果证实了光学小波变换是一种实时分析DLA模型的重要方法。

提出了应用计算全息制作改进的Mexican-hat 子波匹配滤波器，在一个光学4f系统中实现了二维子波变换，给出了简要的理论分析和实验结果，实验结果与计算机模拟完全一致。

提出了用镀膜方法制备Haar模板,用光折变晶体记录子波函数的全息匹配滤波器,在一个无焦成像系统中实现了二维子波变换。给出了简要的理论分析和实验结果。