近年来,随着工业化的脚步逐渐加快,光学仪器的使用变得更加广泛、频繁,提升光学元件的面形检测技术变得尤为重要。光学元件是光学系统的重要组成单元,在传统的检测工艺中,面形检测方案一般基于人工接触测量的方式对光学零件进行检测,需要用待测的光学零件与样本零件进行接触式比较才能进行测量、比对,因此,传统的面形检测方案容易对光学零件的面形、光洁度造成一定程度的损伤。伴随着时代进步,在硬件方面,由于光学仪器快速发展与进步,目前激光干涉仪用于检测光学元件面形逐渐取代了传统的检测方法。激光干涉仪（以基于泰曼干涉系统为例）能对微小位移进行高精度测量:光电自准直仪逐渐取代了传统的平行度检测方法,能够基于光电检测技术对光学元件的平行度进行测量。在软件方面,由于图像处理技术与机器时觉技术的快速发展,光学图像的特征信息能够通过软件算法、机器视觉进行筛选、提取,根据激光干涉图像、自准直图像对光学元件面形进行分析计算。本论文根据上述的研究方向进行了一系列的研究工作:1、根据双分划板自准直仪的平行度检测图像特征,首先对图像进行消除噪声,并建立相应的模型提取出分划板图像的位置信息、计算出玻璃平板两个表面的反射像中心间距,其中软件算法可以提取出第二分划板刻度线部分,接着建立简单模型对可能产生的鬼像进行消除,最后根据第一分划板的影像间距分析是否满足平行度检测条件。2、分析泰曼干涉仪拍摄的干涉条纹图像的面形特征信息,主要包括两个基本特征:干涉条纹骨架、干涉条纹级次。首先对激光干涉条纹图像进行双边滤波处理,降低图像处理的难度,结合差分阈值法进行二值化。然后筛选出面形特征信息,随后优化二值化图像中的信息,降低软件后续处理的难度。3、将二值化的干涉条纹图像采用骨架提取算法处理,初步提取后的骨架能够包含干涉条纹的所有有效信息（如相位、位置）。然后对干涉条纹骨架进行去除毛刺与修补断点,最后根据干涉条纹骨架进行级次标定。4、对本论文进行优缺点的分析以及对课题的研究进行总结以及展望。软件算法部分基于Microsoft Visual Studio2007和Matlab 2014b平台下开发和实现的,并基于课题组的实验数据进行处理,达到预期的标准。