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光学相干层析技术可以对皮肤组织高分辨率、无创成像，并用于皮肤组织内部结构的检测与分析，同时结合皮肤组织光学参数可以用于分析组织内部的结构变化及人体的血糖浓度变化等。本文针对OCT技术皮肤光学特征研究的科学问题，研究了OCT图像增强算法，消除散斑噪声对无创血糖检测的影响，消除衰减对OCT图像对比度影响，提高OCT图像可视化水平；根据皮肤组织光学参数研究针对皮肤内部细微结构特征的量化分析工具，用于分析无创血糖检测中的定位装置对皮肤组织内部结构的影响；研究利用皮肤组织中多个血糖敏感区域的光学参数用于无创血糖检测。本文根据OCT三维数据中普遍存在的强相似性，结合非局部滤波与小波变换提出了一种自适应的Volume-BM3D去噪算法，在人体指尖OCT图像验证实验中发现信噪比提高了18.4dB，有效消除了噪声对无创血糖检测中OCT信号的影响。通过分析OCT信号衰减原理，结合Retinex光照补偿算法提出了一种针对OCT图像的自适应多尺度Retinex衰减补偿算法，在人体指尖、皮肤组织和早期龋齿实验中其可视化对比度测度（VCM）平均增加了5762，有效增强了隐藏在深层的组织结构特征的对比度。本文根据OCT信号的特点提出一种基于光学参数的OCT斜率增强算法对皮肤组织内部结构细微特征进行增强，并通过多层胶带、皮肤组织和早期龋齿的实验验证该算法的有效性。在此基础上，结合图像处理技术提取皮肤组织内部细微结构特征的尺寸，提出了用于评价皮肤组织内部细微结构特征尺寸的Gamma分布模型。通过皮肤组织真皮层的乳头层与网状层、正常皮肤组织与伤疤组织的对比实验发现该模型可以用于定量分析皮肤组织内部细微结构特征分布及变化。本文分别通过多尺度Retinex增强图像和Gamma分布模型定性和定量分析了影响无创血糖检测中定位装置引起的压力和增透介质对皮肤组织内部结构特征的影响，并提出一种基于矩形开窗区的定位装置，保证实验过程中OCT系统采集皮肤位置固定。研究了采用滑动窗的方式建立了不同深度位置上皮肤组织散射系数与血糖浓度值之间的相关性分布图，并根据相关性区域的筛选标准提取皮肤组织中多个血糖敏感区域的散射系数，建立了基于偏最小二乘的多变量无创血糖检测模型。通过Itralipid仿组织溶液、糖尿病人和正常人的血糖浓度检测实验验证了OCT无创血糖检测的可行性。实验发现，基于偏最小二乘的OCT无创血糖检测结果的94%落在了Clark error grid的A区，对于指导临床具有积极的意义。