激光标记因其牢固永久、精美清晰、定位准确、不接触加工材料、可在多种材料和多种形状表面打标的优点,在生产制造行业得到了广泛的应用;而灰度图像标记的表现能力很强,更是有着广阔的应用前景。影响灰度图像标记效果的关键为数字半色调技术。本文对数字半色调技术基本原理进行了详细的介绍,分析了误差分散法、抖动法、区域分割法和模式法几个常用半色调算法。结合Bayer抖动矩阵,本文提出了改进的模式法,该方法较好的解决了原方法由于模式选取过于集中而使处理后图像易产生颗粒感的缺点,取得较好的处理效果;结合区域分割法的思想,提出了基于路径的误差扩散算法,该算法以接近抖动法的处理速度达到了接近误差分散法的处理效果。本文详细介绍了灰度图像激光标记系统的实现过程。对光斑点位置和点间距控制的实现,保证了图像的准确标记;对系统数据存储和访问方式的改进,提高了系统的运行效率,降低了资源消耗。本系统实现的灰度图像标记,打标样件图像逼真,效果较好;而且由于采用调频半色调算法,不需要实时改变光斑点大小,对于当前国内多数受限于激光控制方法、不能实时控制光斑大小的激光标记机,本系统具有很好的普适性,所以有较好的推广价值。论文所做的工作对灰度图像标记行业的技术提升具有参考价值,对激光标记行业的产品升级也有推广意义。有关成果正在产品化过程中。