为了提高三维光存储的实用性，人们提出了一种新的存储技术一波导多层光存储。波导多层光卡是将波导多层光存储与光卡存储技术相结合的一种新型三维光存储器件。本文主要研究波导多层光卡数据图像读取与处理，其主要内容有：波导多层光卡的基本原理及其信息编码方式，光卡数据图像的预处理，预处理包括噪声滤除、灰度处理、增强处理和二值化等，及光卡数据图像的后处理，后处理包括截取、块处理和译码保存等图像处理。　　 本研究根据波导多层光卡的存储机理和二维码的特点，提出了光卡数据记录的信息载体是二维码。在光卡数据图像和预处理过程中，利用了中值滤波等方法滤除图像噪声，给出了处理前后图像的均方信噪比。图像增强采用了灰度变换实现，得出了图像增强的变换函数，对图像的二值化选择了数学形态学进行处理。在光卡数据图像的后处理过程中，提出了一种基于波导多层光卡数据页图像的截取算法，该算法是依据梳状图的统计特性和数据页的图像纹理特征，对一个完整数据页的起始坐标和长宽进行估算，达到对光卡数据页的图像截取的目的。提出了光卡数据图像的块处理算法，设计出相应的块处理流程图，并以具体的实验数据验证了算法的有效性。通过对波导多层光卡数据图像进行读取与处理，使数据图像信息能被最终正确解码，解决了该存储技术的一个关键问题，为实现波导多层光卡的信息存储及其实用化做好充分的准备。