超精密车削加工技术凭借着其优良的加工精度和生产效率广泛地应用于光学精密元器件的加工制造。在实际的车削加工过程中,不可避免地存在刀具与工件之间的相对振动,使工件表面产生特定形状的纹理特征,严重影响工件的表面质量,降低其使用效能。为了实现基于工件表面形貌数据分析和纹理特征提取的振动误差溯源,进一步提升超精密车削加工工件的表面质量,本文开展了如下工作:首先,基于刀具轮廓复映原理建立了考虑了刀具与工件之间周向、轴向、径向三个方向相对振动的超精密车削表面形貌仿真模型。通过实验验证了该仿真模型的有效性,并且研究了不同方向的相对振动对超精密车削表面形貌的影响。其次,对超精密车削表面形貌的多尺度分析和纹理特征提取进行了研究。由于传统的二维离散实小波变换存在频率混叠严重和方向选择性差等缺陷,本文将二维双树复小波变换应用于超精密车削端面表面形貌的多尺度分析中,并且针对小波变换层数的选取问题,对各层尺度系数重构表面的峭度及其相对于原始表面形貌数据的均方根误差进行分析,确定了小波变换层数的选择准则。为了评估二维双树复小波变换的分析效果,从能量泄漏和纹理特征提取两方面将二维双树复小波变换与二维离散实小波变换进行对比,验证了二维双树复小波变换分析超精密车削表面形貌的优越性。最后,为了自动地在超精密车削表面形貌多尺度分析的过程中辨识出含有振动导致纹理特征的表面,本文基于局部二值模式算子和支持向量机分类器实现了纹理特征的模式识别,识别准确率达到97.50%。