激光散斑衬比成像是一种无创、非接触的宽场相干域光学血流成像技术,可对生物组织血流和血管形态变化进行实时监测,具有高时空分辨率的优点,近年来在生物医学研究和临床诊疗中展现出良好的应用前景。然而,由于光学成像系统的景深有限,对非平面的生物组织,特别是表面曲率较大的区域,难以获得大视场范围准确对焦的血流图像,从而影响血流检测的准确性。本文发展了快速多聚焦成像与多聚焦图像融合的激光散斑衬比成像技术,增大激光散斑衬比成像系统的景深,改善非平面生物组织的宽场血流成像性能。主要研究工作包括:(1)提出了基于电控液体透镜的快速调焦激光散斑衬比成像方法,实现了快速的多聚焦激光散斑成像,并通过预配准的方式完成对不同对焦平面上血流图像的实时配准。(2)设计了基于轮廓波变换的多聚焦血流图像融合方法,包括分析了激光散斑衬比成像系统中,离焦对血流速度检测及血管结构的影响;展示了基于轮廓波变换的多聚焦血流图像融合方法在实际脑血流图像中的融合效果;比较了不同的多聚焦图像融合方法进行散斑血流图像融合的性能。(3)设计并实现了快速调焦成像与多聚焦图像融合相结合的景深延拓激光散斑衬比成像系统,实现了非平面生物组织的宽场血流成像检测。