光学元件抗激光损伤能力的测试以及提高一直是科学家们研究的重要内容。本文根据国际标准IS011254,在薄膜激光损伤阈值自动测试系统上采集激光辐照前后介质薄膜的表面图像,借助MATLAB编写了薄膜激光损伤判断软件。并且对高分辨率的薄膜损伤图像进行了损伤特征提取及处理。论文首先对薄膜激光损伤阈值的常用测试方法做了归纳总结。其次建立了阈值测试系统,系统分为硬件测试平台与软件系统。硬件部分对阈值测试系统中各组成部分及测试原理做了详细的叙述。测试系统软件部分主要研究了显微图像识别薄膜损伤算法,建立了基于CCD实时采集的激光辐照前后薄膜图像数据算法模型。针对实验中显微图像的噪声特点,比较各种滤波、图像分割的算法,最终选定了平均算子、拉普拉斯锐化与开运算重构结合的滤波方案,并用最大类间方差法分割图像。在图像对比度不理想时也能较准确的提取损伤区域。在此基础上统计损伤像素个数作为损伤面积,利用最小外接矩的方法计算了损伤区域的最大尺寸论文还对光学薄膜的激光损伤机理进行了研究。分析了经典的损伤机理,发现典型的损伤机制与薄膜形貌特征之间具有密切的联系。通过分析薄膜损伤形貌,提取其中的颜色特征、几何特征作为判断损伤类型的标准。实验发现,对于采集到的Ti02单层膜损伤区域的形状参数,节瘤损伤并未比应力损伤以及吸热熔化损伤更接近于圆形。RGB均值分布差异测度以及损伤边界内的连通体个数等参数均有效地将吸热熔融损伤与其他两种损伤区分开来。研究结果表明：基于差异图像直方图测度原理的相似性判断中加入测度函数实现了快速判定薄膜损伤；损伤面积与直径的测量算法能有效地实现薄膜损伤的定量检测与损伤判断；通过提取实验中的Ti02单层膜显微图像中损伤区域的几何特征和颜色特征参数,可定性地得出占主导地位的损伤机理,此方法可以作为其他机理分析的佐证。该算法对其他类型薄膜从损伤形貌出发进行机理研究有一定的借鉴意义。