数字全息显微测量技术具有非接触、测量速度快、使用单幅全息图即可计算出全场三维形貌的优点,是近年来光学测量领域的研究热点,在生物样品测量、微电子元件测量、MEMS器件测量、粒子图像测速等领域有着广泛应用前景。在数字全息测量过程中噪声问题不可避免,成为了影响测量结果的关键因素。本学位论文针对该问题开展研究,提出了全息图去噪、零级像消除、原始像提取以及包裹相位图去噪等一系列提高重建三维形貌的准确度的方法,主要研究内容包括:一、研究了像面数字全息显微测量技术基本原理,详细介绍了数字全息显微测量技术中从全息图记录到后续三维形貌再现的技术实现过程,搭建了单波长反射式离轴像面数字全息显微测量系统,设计开发了与之相匹配的数字全息显微测试软件系统,实现测量系统的实时测量功能。二、研究了全息图记录过程中的噪声情况,实验验证了光程差对全息图干涉条纹对比度的影响,证明了光程差调节单元提高全息图质量的有效性。在Lee滤波和NLM算法基础上研究了相应改进算法,证明改进NLM算法和SUSAN算法在图像细节保留和噪声水平降低两方面具有优势。三、研究了基于Contourlet变换的数字全息零级像消除方法,与全息图减强度均值法、HRO相减法、局部均值法以及小波变换滤波法相对比,证明了该方法零级像去除更彻底、零级像能量衰减最大。研究了一种加权自适应角谱滤波方法,将其与手动滤波、巴特沃斯滤波以及二值自适应滤波相对比,证明了该方法在保证低噪声水平的同时可以保留较窄边缘过渡带。四、研究了正弦余弦旋滤波去噪算法,与旋滤波去噪算法和正弦余弦均值滤波算法相对比,证明了该方法在保护条纹特性和保留2?跳变边界方面的优势。上述研究为实现像面数字全息实时测量平台的精确测量提供了支持,后续将进一步优化测量平台,完善数据处理方法,实现测量平台向工业化、商业化方向的发展。