医学成像技术和医学图像处理在医学领域里发挥着极其重要的作用。本文首先介绍了双光子成像技术的原理,并在以双光子激光扫描共聚焦显微镜为成像装置的实验平台上,针对小鼠口腔粘膜上皮细胞以及人体皮肤真皮层纤维的双光子显微图像,进行了若干图像处理的实验研究,主要分为小鼠细胞核分割和人体皮肤纤维纹理分析两个部分。在细胞核分割中,提出了一种新的基于模糊数学的鲁棒中心定位算法,先对图像进行中心定位的辅助处理以确定各个细胞核的中心位置,而后结合水平集方法进行分割,正确率接近90%,最后根据分割结果对细胞核的周长面积等特征进行统计,成功地获取了组织的结构信息。对于人体皮肤纤维的纹理,首先根据皮肤瘢痕的病理确定出几何、密度、边缘方向等多个可以区分正常皮肤组织和病变皮肤组织的特征,而后根据相应特征的提取算法提取各个特征,并用mean—shift等算法对提取的特征进行了分析。对由福建医科大学附属协和医院提供的双光子显微图像的分析结果表明这些特征能够有效地区分正常皮肤组织和病变皮肤组织,从而确定皮肤瘢痕的边界,为医生诊断和治疗此类皮肤疾病提供科学依据。在文章的最后,介绍了研究过程中作者尝试提出的两种用于图像分割的算法:结合阈值化、边缘检测、区域生长的综合分割算法和基于蒙特卡罗模拟及光子传输模型的分割算法,这些算法理论上是可行的,对于某些特定的人工图像能有效地分割,但是应用到实际图中却存在许多问题,文章对这些不足之处进行了分析。