三维数字图像相关技术在获取工件表面信息方面有重要应用，针对单相机系统在全场测量中的局限性及多相机系统在全场测量中的复杂性，本文提出一种双平面镜辅助的双相机视觉测量方法，并应用在三维重建中。即：分析像素点到三维点的实际映射关系，基于公垂线中点法进行目标点三维重构，确定棋盘格标定板角点的三维坐标；分析角点在镜面的虚实对应关系，标定镜面位置方程，得到反射变换矩阵；通过反射变换矩阵完成物面的虚实转换，最终实现三维全场测量。为验证该方法的可行性和可靠性，分别进行了静态实验和动态实验。结果表明：在游戏币静态实验中，其正反轮廓的三维重建效果良好；在五棱铝柱热变形动态实验中，铝柱外侧表面高度变化均值与Ansys软件的仿真结果基本一致，且优于在镜面上喷涂散斑的重建方法，具有较高的精度。

柔性屏在弯折的过程中，容易出现器件损伤、胶层剥离等现象，因此明确屏幕在弯折过程中屏幕保护层的应变分布十分重要。提出一种基于数字图像相关（DIC）的柔性屏弯折应变测量方法，通过采集屏幕表面保护层的喷涂散斑图像来实现屏幕弯折过程保护层应变的全场测量，然后根据匹配点坐标计算弯折平面方程，得出弯折角度与应变之间的关系。实验结果表明，所提方法能测量出不同弯折角度下屏幕保护层全场应变信息，进而得知屏幕保护层的应力分布情况。即所提方法可量化屏体弯折时的应变量并根据应变测量结果推断出弯折过程中应力分布情况。

报道一个改进的基于双干涉仪串联的手持式全场光学相干层析成像（FFOCT）系统。该系统中迈克耳孙干涉仪作补偿干涉仪，菲佐干涉仪作探测干涉仪，并在原有的系统基础上增设了一个平面反射镜以改变系统光路，便于样品的水平放置。分析了反射镜与其他系统主要元件的角度偏移对系统成像质量和系统补偿距离的影响。所获得的结果对手持式FFOCT系统的设计具有重要的指导意义。

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度, 提出了一种基于发光二极管（LED）照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号, 阐述了其成像原理, 并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明, 系统的相干长度为23 μm, 轴向分辨率达到了11.8 μm, 横向分辨率为19.8 μm, 单幅图的采集时间为2.15 ms; 与以往的OCT扫描方式相比, 该方法减小了实现成本, 并具有更快的扫描速率以及更高的精度, 有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。

针对单相机难以用于全场变形测量以及多相机在全场变形测量中复杂性等问题，提出一种利用双平面镜辅助的双相机系统来实现全场变形测量的新方法。该方法基于相机标定的坐标变换方法，即通过双平面镜实现从真实相机坐标系到虚拟相机坐标系之间的转换，进而实现从实物到虚像之间的转换。将该方法用于空心六角铝棒的热变形测量中，并与ANSYS软件的仿真结果进行比较，结果表明，该方法不但可以实现对被测件的三维重建，而且可以实现全场的变形测量，相对误差仅为0.51%，满足精度要求、效果良好。

全场光学相干层析术(FF-OCT)探测生物组织亚细胞水平折射率扰动的本征信号，为无标记成像提供了丰富的显微结构信息。动态全场光学相干层析技术(D-FFOCT)结合全场OCT低相干层析成像与动态散射光测量原理，可为细胞或组织提供亚细胞动态对比度。介绍了近年来D-FFOCT技术的发展，讨论了基于D-FFOCT的多模态成像技术，分析了成像系统的空间分辨率、信噪比和成像深度。针对目前D-FFOCT干涉信号易受扰动而产生图像伪影缺陷的问题，分析比较了运用高速相机、瞬时移相法、基于希尔伯特变换的算法和基于奇异值分解的图像滤波算法等消除伪影的方法，概述了D-FFOCT在基础生物学、精准医疗领域和药物研究方面的研究，并展望该技术在这些领域的发展前景和未来研究方向。

利用实验室搭建的全场光学相干层析(FFOCT)系统对人体正常与癌变肝组织分别进行成像, 获得了高分辨率的层析图像。针对人眼识别FFOCT图像时难以区分正常与早期癌变肝组织的问题, 提取两者FFOCT图像的灰度特征并进行统计学分析, 以实现在参数特征上区分两者的目的。结果表明, 在正常与癌变肝组织初步提取的均值、方差和峰度等五个特征参数中, 有四个显示出了明显的数值差异, 可用于鉴别肝组织是否癌变。该研究结果为进一步研究如何利用FFOCT图像中所提取的特征参数作为判断实际临床诊断中生物组织癌变与否的诊断标准打下了基础。

平面度是工业零件生产中质量控制的重要检验指标,最广泛应用的三坐标测量机技术存在着采样点数量少、采集效率低的问题。提出一种基于条纹投影技术的非接触且结构简单的平面度测量系统,该设备向被测零件投射标准光栅条纹, 通过条纹图像的相位解算以及相位-深度标定过程, 实现对被测面的高效全场采样。通过最小二乘法计算理想的平面, 最后根据与该平面的偏差计算出平面度误差。实验结果表明, 提出的系统能够应用于一般工业零件的平面度测量, 并具有较小的测量误差和较高的重复性。

近年来, 随着X射线光源、 单色、 聚焦及探测系统的发展, 在实验室可借助低功率X射线光源开展X射线荧光(XRF)和X射线吸收谱(XAS)分析。 液体金属射流源等新型X射线光源系统、 闭合反馈系统、 电荷耦合元件和方孔微通道板等技术和计算方法的进步促进了聚焦扫描型、 全场型和XRF计算机断层扫描等实验室型XRF元素空间成像技术的发展。 超环面、 球面和柱状弯晶等单色聚焦系统的发展推动了实验室型XAS技术的发展。 探索新型的实验室X射线光源系统, 开发更高效的单色聚焦系统, 推动X射线动态电影拍摄技术等将是未来研究的重要发展方向。