高精密度光纤工艺在线测量在光纤器件制造过程中起到重要作用,测量精度决定着高功率光纤激光器的制造功率上限和光纤传感器的制造精度。传统的方法然而传统的方法存在测量精度低、测量种类少和测量速度慢等问题,因此如何对光纤工艺进行快速准确的测量成为了一个国内外关注的热点。针对传统方法的不足,本文结合图像处理技术,设计并实现了一种光纤工艺测量装置,提高了光纤工艺的测量精度、测量范围和测量速度。本文主要工作是开发了一种满足光纤工艺测量需求的系统。首先介绍了该研究的背景和意义,调研了视觉测量的关键技术和国内外研究现状。从光纤结构特点出发,设计了视觉测量实验装置,并且结合物体成像理论和仿真计算提出了光纤监测最佳成像系统。利用设计的测量系统,结合光纤加工平台和不同光纤图像特点开发了改进亚像素边缘定位算法和锥体形貌拼接等算法。最后应用本文开发的软件进行了实际器件加工过程中的测量。主要工作和结论如下:（1）建立了光纤成像模型,对比分析了仿真和实验数据。结果表明背光照明距离光纤越远,光纤包层成像对比度越高。而背光照明源距离光纤变近,光纤图像中间明亮区域增大有利于光纤芯的成像。（2）分析了光纤结构特点,结合物体成像理论和仿真计算,得到了光纤芯和包层的最佳成像条件,从而提高了光纤成像系统调整速度。（3）在处理光纤器件图像时,采用改进的加权亚像素边缘定位方案,可满足在不同分辨率和不同频率的条件下,光纤边缘进行准确提取。提高了光纤器件加工检测精度,扩展了亚像素定位算法在不同分辨率光纤图像中的应用。（4）针对锥体光纤整体形貌测量问题,本文提出了基于直径匹配的图像拼接算法,在实验上验证了这种算法可以得到超过镜头视场范围的整体拉锥光纤的形貌。（5）结合成像原理提出了基于图像逆卷积复原的图像超分辨算法,并在实际分辨率测试卡中进行了结果验证,结果显示可以提高图像分辨率但会引入一些零震荡。（6）应用Lab VIEW与Matlab混合编程的方式开发了光纤器件检测软件,实现了多种光纤工艺的在线测量任务,通过了实际光纤器件加工工艺检验,同时提升了测量精度和鲁棒性。