为了实现对微机电系统(MEMS)中微结构动态特性的高精度快速可视化测量,本学位论文在国家“863”计划MEMS专项课题“MEMS动态特性频闪干涉视觉三维测量技术及系统”(课题编号:2002AA404100)的资助下,对MEMS三维动态测试系统中的数据处理技术进行了较深入的研究。论文研究了多种图像降噪方法,提出了一种能有效克服包裹相位图中2π跳变影响的旋滤波算法。在分析了普通滤波、旋滤波和SUSAN滤波的基础上,得出三种实用的干涉图降噪方案。通过对模板匹配及其相关技术的分析,提出了一种融合了基于立方插值的亚像素步长相关算法、序惯相似性检测算法(SSDA)、曲面拟合法和单纯形法的高速高精匹配定位方法,并将其应用于MEMS面内运动测量。该方法使MEMS面内运动测量的精度达到1/50像素。介绍了多种典型的相位去包裹算法,通过实验验证了分割线法和质量导向图法的有效性。分析了组间去包裹的必要性,对基于品质图的种子点选取方法进行了有效改进以避免“坏点”被选为种子点。结合相位去包裹技术和组间去包裹技术,成功完成微镜离面运动测量并获得满意结果。开发了一套MEMS三维动态测试系统软件。介绍了测试系统软件的功能特点、基于OpenGL的三维显示技术和计算机精确同步控制技术。该测试系统软件已投入使用并取得良好效果。对微镜、微陀螺的动态测试实践表明:上述方法是有效的和适用的,测试系统运行稳定可靠,能满足MEMS三维动态测试需求并具有良好的应用前景。