地质构造模拟实验是研究地质构造的一种有效手段，是帮助地质学家认识构造变形过程、研究构造形成机制的重要方法。目前对地质模拟实验变形程度的检测，多采用人眼观察、直尺测量等方法，导致人为干扰因素多、测量精度低。对构造模拟实验变形过程进行精确检测是地质构造模拟实验室建设的重要内容。本论文提出了基于数字图像处理的方法对地质构造模拟实验变形过程进行定量检测和分析，为进一步分析地质构造动态演化过程提供了精确的基础数据。本文首先建立了构造模拟实验图像自动化采集平台，利用计算机控制数码相机的参数设置，进行等间隔自动采集地质构造模拟实验图像。其次，为了提取实验图像的特征，从数字图像处理的基本算法入手，详细介绍了地质构造模拟实验图像的处理过程，包括图像增强、图像分割、二值图像处理、目标提取等部分。为进一步处理地质构造模拟实验图像，本文提出了采用灰度变换、中值滤波及形态学滤波三者结合的混合滤波方法，同时在图像分割前采用了区域填充。本文通过仿真确定了图像处理每一步的算法和关键参数，在处理过程中，对一些传统算法进行了改进。再次，本文利用MATLAB图像处理工具箱对上述问题进行了探索并提出了相应的解决方案。目前，该系统采集平台部分已在胜利油田地质院投入使用，图像仿真也获得了良好的效果，由此可见，地质变形自动检测系统具有自动化程度高、精确检测的特点，是一种定量检测地质构造演化过程行之有效的方法。