电子散斑干涉（Electronic speckle pattern interferometry，ESPI）测量技术是光学与应用实验力学的有效结合，是现阶段实现精密测量的最为有效的方法之一，广泛应用于物体的三维形貌和变形的测量，具有高精敏度、非接触、实时快速等许多优点。经过几十年发展，实验中，电子散斑干涉系统中的器件及光路等都得到了不断地改进和完善。本文设计了一种非球面扩束镜，可实现非对称扩束，在非对称物体测量照明中具有重要应用。　　滤波降噪是散斑干涉图像数据处理的重要的一个环节。在实验中，通过CCD照相机可以直接得到散斑干涉条纹图像，利用数字图像处理技术可以求解变形相位并解调出条纹图中每点的相位信息，获得全场相位，实现变形测量。但由于受到外部环境、电子器件灵敏度等因素的干扰，散斑干涉条纹图像中包含着大量的噪声，不利于相位信息的准确提取，故散斑图像的降噪滤波处理依然是重点研究的领域。本文利用核回归方法实现了对噪声图像的降噪处理，并将该方法应用到散斑图像去噪处理之中，得到了理想的处理效果。　　本论文中，研究的主要内容包含以下三个部分：　　1.简要介绍了电子散斑干涉测量技术的发展史及发展现状、电子散斑干涉测量和傅里叶求解相位的基本原理以及重点分析了错位方棱镜实现剪切干涉的理论条件。　　2.介绍了非球面扩束镜的基本原理，构建了数学模型，得到了其结构参数，应用软件进行了模拟仿真，分析了光束经其扩束后的光斑特点。结果表明该扩束镜能够实现非球面扩束，得到椭圆形光斑。　　3.介绍了核回归的基本原理，并将该方法分别应用于彩色和灰度图像以及实验记录的散斑图像的降噪处理中，分析了降噪图像与原始图像之间的均方根误差值，求解了核回归降噪后的散斑图像的相位。模拟结果表明，核回归方法能够有效的降低图像噪声，且具有良好的图像平滑和边缘细节处理等效果。