数字图像处理是一门新兴技术,随着计算机硬件的发展,数字图像的实时处理已经成为可能,由于数字图像处理的各种算法的出现,使得其处理速度越来越快,能更好的为人们服务。形态学是一门建立在数学理论基础上的学科,数学形态学已经构成一种新型的图像处理方法和理论,形态学图像处理已成为主要研究领域。本文首先对数字图像处理的理论做了介绍,包括图像的平滑、图像的锐化、基于边缘检测和阈值的图像分割,并且用MATLAB对它们进行了仿真实验。还对中值滤波算法和边缘检测算法做了深入研究,提出了中值滤波和边缘检测优化算法。其次,分析了形态学图像处理的基本理论,包括图像的腐蚀和膨胀、图像的开运算和闭运算,并用MATLAB进行了仿真,且对形态学图像处理算法进行了深入研究,提出了形态学图像处理的优化算法:腐蚀和膨胀。再次,研究分析了图像匹配方法:模板匹配,并给出了一种模板匹配优化算法和求圆形物体参数的方法,通过实验对模板匹配进行了分析。最后,动态图像分析是一个不断发展的新领域,在此基础上研究设计的数字图像处理的圆形物体检测系统,是以计算机为核心,较传统的方法有了明显改进,其应用灵活的特点更是显而易见。该系统在算法上实现创新,实验表明,整个系统在实际应用中,比传统的系统降低了成本,提高了效率,增强了稳定性和安全性,产生了良好的社会效益和经济效益。