数字全息技术是通过计算机利用图像传感器和三维图像的重建技术来记录再现全息图像,它在三维测量领域得到广泛应用。然而数字全息技术存在一个问题,就是同轴记录时零级像和共轭像重叠在一个三维物体上,所以导致重建的物体成像质量低;离轴记录时受CCD分辨率的限制。相移数字全息是数字全息和相移技术结合发展产生的,它可以解决零级像与共轭像难以分离、全息图空间频率低等问题,有效的提高再现像的分辨率。相移数字全息的优势表现在实现零级像共轭像分离的基础上,对实验操作环境要求低,误差校正方便等,然而相移数字全息中仍存在许多需要解决的问题。在传统的相移数字全息中,通过定步长标准相移算法来实现对相移值的准确固定,但是这种操作繁琐,并且容易受到其它因素的影响。本文介绍的两步相移数字全息术是基于最小二乘法迭代的两步算法公式的一种新技术,它可以在只有两幅干涉图下快速的找到未知相移。在相移数字全息术应用中,干涉图或多或少的含有各种误差,如物参光强度不均匀造成干涉条纹的亮暗变化,CCD记录面的倾斜会造成干涉条纹的形变,参考光的微斜和谐波影响再现像的相位分布。这些因素都会导致重建物光波前成像质量的降低,尤其对于实验操作中光源不稳定、平台倾斜、空气流动幅度大等方面因素的影响,使得实验中使用的参考光波发生倾斜,或产生谐波导致在重建光波前发生严重的相位扭曲,这种倾斜对于我们得到的像质起到了严重的干扰作用。本文中我们针对这些影响再现像质量的原因做了以下工作:提出了一种提取球面物光与平面参考波的干涉图干涉条纹的方法,并进行了实验验证;分析了参考光倾斜对物光再现的影响,在已有参考光倾斜误差探测和校正方法的基础上提出了更加简洁精确的误差探测和物光波前校正方法,随后的计算机模拟验证了算法的有效性;经我们提出的方法应用于带有谐波的干涉图,完全消除了谐波对再现物光相位的影响,大幅提高了再现像的质量。