当超声波入射至粗糙界面时，其背向散射波会在空间中互相干涉叠加形成振幅和相位随机分布的超声散斑。超声波的穿透性使其可以在气体、液体和固体中传播，因而超声散斑可以在任意两个不同介质间的界面或介质空间中形成。超声散斑会随着反射界面的运动而运动，可以作为信息载体计算该界面的位移和变形。本文研究的超声散斑测量技术，它利用超声波的穿透性，既可以测量物体外表面的变形，也可以用于物体内部界面的受力和变形分析，它是一种非接触、无损、无污染的在线测量方法，具有广阔的应用前景。　　本文从理论上分析了超声散斑的特性和相关算法在超声散斑测量技术中的作用，并进行了测量验证。测量时，分别采集被测界面在变形前和变形后的超声散斑场后，将这两个散斑场进行相关运算，根据相关系数最大值的位置可以计算得到被测界面的位移。其中如何快速且准确地找到相关系数曲面上最大值的位置，是超声散斑测量算法的关键问题。由于超声散斑场的相关系数曲面存在大量次峰，它们的峰值与主峰峰值接近，容易造成测量误差。在常用的相关搜索法中，粗-细插值法可以保证搜索的准确性但计算量较大，爬山搜索法和Newton-Raphson迭代法可减少计算但是需要合适的初值。为克服上述方法中的不足，本文提出将遗传算法用于相关搜索中。遗传算法在超声散斑场的全局范围随机选取初值，以种群为单位模拟生物进化论在迭代过程中寻找相关系数最大值的位置，同时为了确保搜索效率，本文又引入自适应机制，加强了遗传算法的全局搜索能力和局部搜索能力。　　本文进一步从实验上验证了遗传算法用于相关搜索的优势和可行性。在自建的超声散斑测量实验系统中，对水下试件内层界面进行二维位移测量，并分别用粗-细插值法、爬山搜索法、Newton-Raphson迭代法、标准遗传算法和自适应遗传算法进行数据处理，计算结果表明粗-细插值法和自适应遗传算法的精度最高，且自适应遗传算法的计算效率最高。水下试件内层界面的均匀变形二维测量实验表明，实数编码的自适应遗传算法比二进制编码方法更实用。将水下试件内层界面非均匀应变的测量值，与实数编码自适应遗传算法以及ANSYS仿真计算相比较，结果证实了超声散斑测量技术应用于水下物界面变形测量的可行性。　　本文还分析了超声散斑测量技术的误差。实验表明因切向加载时试件产生的法向变形，以及试件变形后表面粗糙度的改变，均会影响超声散斑场的相关性，这是导致测量误差的主要原因。此外，算法中子区间位移模式的假设、亚像素重建以及子区间的大小的选择，都会影响测量精度。而根据误差的设定要求，可以确定超声散斑测量技术的测量范围。