Mueller矩阵被誉为生物组织的“光学指纹”,它的16个矩阵元素不仅包含了生物细胞的大小、形状、浓度等有关结构信息,还能反映生物细胞的生理状况。同时具有光学诊疗的无损、无痛等优点,使得Mueller矩阵法在病态细胞识别、烧伤程度鉴定、细胞图像重构等医学领域有着广泛的应用。基于生物细胞对入射偏振光的作用主要包括吸收、相位延迟、退偏以及方位角的变化,本论文提出一种Mueller矩阵快速测量模型。其核心思想是从偏振基本原理出发,利用标识上述各种作用的未知参数来表示Mueller矩阵的元素,从而减少测量次数,提高测量效率。由于该模型中Mueller矩降包含5个未知参数,所以本论文首先提出一种只需要6次图像测量(包括1次系统定标测量)的实验方案。然而由于该方案需要大量的乘除计算,引入的计算误差较大,所以与前人的实验结果存在较大的误差。随后考虑到测量次数与计算量的平衡,本论文接着提出一种需要10次图像测量(包括1次系统定标测量)的实验方案。实验中采用洋葱表皮细胞和大黄蜂翅膀细胞作为样品,分别用本论文提出的两种测量方案所获得的Mueller矩阵图与前人49次测量方案所获得的实验结果进行比较。对比结果表明本论文提出的生物细胞Mueller矩阵快速测量模型是合理准确的。在图像处理方面,本论文采用合众达公司的DSP开发板SEED-VPM642,提高图像的采集效率,达到实时测量的要求;同时对偏振图像处理算法的实现代码进行了相关优化,大大提高了图像的处理速度。系统中采用单片机系统驱动的液晶相位调制器也保证了系统的稳定性以及便捷性。