随着计算机技术、光学和光电子技术的迅速发展，极大的促进了传统的光学计量技术发展，新的三维传感和计量方法不断涌现。傅里叶变换轮廓术就是最早和最典型的三维传感技术之一。但是，傅立叶变换轮廓术缺乏局部分析能力。为了克服此缺陷，窗口傅里叶变换分析方法曾经被引入到三维传感技术当中。但是，在窗口傅里叶变换分析中，其窗口大小是固定不变的，满足了低频就满足不了高频。近年来，随着小波变换理论和技术的不断发展和成熟，小波变换也被逐渐引入致到三维传感测量技术中。针对傅里叶变换轮廓术及窗口傅里叶变换在三维传感中的优点与实际应用中存在的问题和困难，本文以小波变换理论为基础，研究了基于小波变换的三维面形测量技术。 本文的主要内容如下： 1．指出了传统傅里叶变换在三维面形测量应用中面临的困难和不足。指出利用傅里叶变换进行三维测量时，若基频与零频、高次频谱没有混叠，可以得到很好的测量效果。而当被测物体面形形状复杂或被噪声严重污染时，频域中频谱分布展宽，可能发生频谱混叠，导致基频分量提取不完整，从而不能正确地恢复出被测物体。提出了通过小波脊直接获得变形条纹截断相位的方法。该方法充分利用了小波具有局部分析和噪声抑制能力的优点，当用于从有频谱混叠的条纹和被噪声污染的条纹中提取相位时具有明显的优势。 2．提出了基于小波脊的自适应窗口傅里叶变换方法。该方法通过小波脊变换，得到局部条纹的最佳变换窗口，在傅里叶变换三维测量时，可以保证窗口尺寸随变形条纹频率变化而自动调整，弥补了傅里叶变换没有局部分析能力和窗口傅里叶变换窗口大小固定不变的不足。 3．提出了利用小波直接提取变形条纹自然相位的方法。由于相位测量三维传感技术都面临着相位展开的问题，虽然有不少学者就相位展开问题研究出许多方法，但是相位展开过程始终十分复杂。利用本文方法可以从一幅条纹图像中不需要进行相位展开能够直接得到准确的相位分布，避免了传统的复杂的相位展开过程。