相比于普通的照相技术，全息照相技术因为可以得到物体的相位信息也就是物体的高度信息而受到关注。但是数字全息技术也受到光电耦合器件（Charged-Coupled Device，CCD）阵列尺寸和像素总数的限制，使得成像分辨率和成像视场总是相互制约，这限制了数字全息形貌测量的实用性。为了实现高分辨率，大视场的数字全息成像，得到整个物体的三维轮廓，本文将相位拼接技术和多孔径拼接技术运用到数字全息技术中。本文根据物体的形貌特征，将物体分成两大类：平面型三维物体和回转型三维物体。平面型三维物体采用笛卡尔坐标系下的误差均化的拼接方法，回转型三维物体采用圆柱坐标下的拼接方法，并提出采用粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）来求解拼接参数。主要研究内容如下：　　（1）深入研究了数字全息的基本理论知识，综合分析了数字全息的三种再现算法。并拍摄数字全息图分别进行了重建，综合考虑角谱算法的重建效果最好。　　（2）研究了常用的三种解包裹算法的原理，并加入不同程度的噪声进行了求解，得出了三种算法各自的优缺点和适用范围，质量图导向法虽然计算时间较长，但是抗噪能力较好，为本文干涉图的噪声较大提供了方法。　　（3）对于平面型三维物体，采用笛卡尔坐标系下的拼接方法。分析了两两拼接的方法虽然程序简单，但是会存在误差传递和误差积累，于是考虑采用误差均化的算法，虽然程序算法较复杂，但是可以将误差平均分配到每个子孔径中去，可以有效的减小误差，并通过计算机模拟验证了该算法的可行性。　　（4）对于回转型三维物体，在圆柱坐标系下进行拼接。并将光栅投射技术中的圆柱坐标下的多孔径拼接技术运用到数字全息技术中，提出采用粒子群算法求解拼接参数，在保证精度的同时，大大简化了复杂公式的转化，并通过计算机模拟验证了该方法的可行性。　　（5）搭建了离轴数字全息光路，对平面型三维物体（标准相位板）和回转型三维物体（六角螺母）进行了轮廓融合实验验证。结果表明：相位板在笛卡尔坐标系下拼接效果良好；六角螺母先通过倾斜照明光法获得物体的轮廓，并采用量块对其高度测量误差进行了标定，误差范围在0.1mm到0.5mm。采用粒子群算法求解拼接参数，拼接后的误差范围在0.5mm左右，并进行了多次实验，得到其误差峰谷值和误差均方根值的标准差分别为0.039和0.0065，结果表明了该方法的具有较好的重复精度，最后对螺柱进行了拼接。