光学调制传递函数（MTF）已被公认为是当前评价光学成像系统质量最客观，最有效的方法之一。因为它能够真实地反映一个光学成像系统的空间频率响应特性。随着计算机技术、光电检测器件、图象处理技术的不断发展，光学调制传递函数测试技术也在不断的发展，已经广泛应用工业检测，光学设计和图像处理等领域。因此，本课题在通过对光学调制传递函数测试理论研究的基础上，提出了一种基于特征像分析的MTF测试技术，并广泛应用于光学镜头生产中对镜头成像质量的检测。本论文以特征像分析为依据，采用倾斜刀口作为目标物，在像面上用CMOS成像器件来获取图像的边缘扩散函数，同时利用自适应平均行数算法来抑制噪声，通过对边缘扩散函数（ESF）进行微分获得线扩散函数（LSF），最后对线扩散函数（LSF）平滑处理后进行傅里叶变换，从而得到调制传递函数（MTF）。该方法具有光学结构简单、数据处理容易等优点。同时克服了采样混叠、获取能量不足和噪声干扰等缺点。系统硬件采用OV7670图像传感器和C8051F340微控制器进行图像采集和传输，并实现了基于C8051F340的USB通讯接口设计。然后在该硬件电路的基础上，编写了系统的固件程序，以及利用C#（C sharp）编写了上位机软件的图形用户界面，同时在MATLAB的平台上实现了MTF算法，并能够判断出镜头成像质量的检测结果。经实验验证与测试后，整个系统运行稳定，达到设计要求。所得结果与IMATEST软件模拟仿真的结果比较，在空间频率较低时其误差能达到3%以内。整个测试系统计算容易、结构简单，能够很好地满足光学成像系统检测的要求，可以应用到实际的生产实践当中。