随着集成电路、制作加工、材料研究等行业的发展,对表面的形貌测量要求越发苛刻。光学测量通过整合光学、电工学、微机运算及数字图像处理技术,以其非接触性、精度高、三维性、快速性与实时性等特点而得到广泛研究与应用。本文提出将激光干涉条纹应用于物体的3D形貌测量,克服了传统结构光受光栅粗细限制的缺点,能得到密集的干涉条纹。重点研究了相位测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术中的关键技术;深入研究了所需要的数字图像滤波;对两种轮廓术均进行了实验研究,并获取了被测物体的形貌还原结果。结果表明,论文所提出的基于激光干涉条纹阵列来获取物体表面3D形貌的方法是切实可行的。本论文的主要研究工作如下:1.根据剪切干涉原理实现激光干涉条纹阵列,设计实验光路并搭建实验平台,对条纹随时间变化的稳定性和频谱特性进行了实验研究。2.利用相位测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术方法实现被测物体表面的3D形貌还原,对两种方法都进行了理论推导和实验测试,并对形貌还原结果中存在的问题进行了分析。最后对两种轮廓术的技术核心和适用场景进行了归纳。3.对截断相位的展开原理进行了推导,将最基本的二维相位展开算法进行了简单改进,在保证时间效率的前提下,提高解包裹运算的正确率。4.对课题中所需的数字图像滤波进行了深入研究,给出了基频中心位置、基频选取宽度及直流分量与基频之间波谷分界点的确定方法;对一维离散傅里叶变换进行改进,实现对频谱更细微的观察与处理,对带通滤波做了进一步的探讨。