随着雕刻技术的发展，通用的CAD／CAM系统已难于实现对形状复杂的物体进行造型。如何快速、准确、方便地解决雕刻零件的编程问题，一直成为雕刻加工技术发展的瓶颈问题。本文对基于图像的雕刻加工中的一些相关理论与技术问题展开了深入地研究，提出了一些新的设计思想和算法，并在软件设计中加以实现。 特征技术已被公认为CAD／CAM系统集成的一种有效方法，它是设计与制造之间的桥梁。分析了雕刻零件加工的特点，对雕刻CAD／CAM系统进行特征分类，提出了采用了面向对象的方法来分析与描述特征，将特征作为对象建立了系统的特征模型，实现了设计特征向制造特征的转换和CAD／CAM系统的信息集成，有效地缩短了产品的设计生产准备周期。 图像的矢量化处理是基于灰度图像的雕刻编程技术的第一项工作，也是后续CAD／CAM数据处理的基础。研究了基于图像边缘矢量化原理，提出了基于方向模块的自适应调节方法，对图像边缘进行跟踪，优化了轮廓搜索路径。为减少边缘线上的大量结点和锯齿，保证优化后的图形轮廓与原图像逼近，提出了基于最短距离优化节点的解决方法，从而提高了精度，满足了雕刻加工的要求。 研究了图像的刀具路径生成技术与轨迹规划问题，提出了基于射线的岛屿关系自动判断和区域加工单元的自动分割方法，有效、快速地判断了平面任意封闭轮廓线之间的关系，研究了平面任意区域填充加工、浮雕加工、三维提笔加工的刀具路径生成的技术，提出了刀具路径优化方法，提高了雕刻加工的质量和效率。 对数据转换技术进行了研究，在雕刻系统中提供了数据转换接口，针对雕刻图案复杂，花纹细，生成的加工代码长，以及数控系统内存小的问题，开发了一个计算机直接数控(DNC)子系统，实现雕刻零件的在线传输加工。 以上述研究为基础，自主开发了一套雕刻CAD／CAM集成系统HD-Engrave，较好地解决了雕刻CAD／CAM的集成化问题。