图像编码技术和图像自动识别技术，是人类保存数字图像、从原始的图像中获取重要信息、对图像按照人类的意图进行修正的重要手段，是计算机图形科学的一个重要组成部分。自动机是实现计算机程序的模型，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型。其中的有限自动机模型在文本处理、编译程序以及硬件设计等等中非常有用。 本文将这二者进行了结合，在自动机模型的基础上构建了边界跟踪的新算法，有效地生成顶点链编码和缝隙码等常用的链编码，提出了坐标标定自动机的算法。图像表示之间的转换是图像处理中的一个基本内容，本文建立各种常用链编码之间转换算法。本文提出了由链编码直接获得区域面积的一个新算法。在自动机边界跟踪算法的基础上，提出了两套链编码图像压缩格式，该图像格式已经用于黑白二值图像的存储，达到了很高的压缩比。利用自动机边界跟踪的新算法，提出了自动检测文本图像倾斜角度的一种新方法。对于表格类的图像，该方法具有高速和抗强噪声的特点。区域填充也是计算机图形学中的一个基本内容，在自动机模型的基础上，作者发明了新的交点配对的方法，并提出了一种高效的填充方法。另外，本文还提出了计算文字笔画宽度的方法和图形的自动切割算法。 本文利用元胞自动机研究了城市交通网络这一复杂系统，在自动机模型中容纳了路段这一基本的交通因素对BML模型做了修正。对路段、路段长度分布的随机化和警察等交通因素和交通现象进行建模和较为细致的模拟研究。在基于BML型的自动机模型中都有从自由行驶相经过一级相变到所有车辆都不能行驶的堵塞相，这是真实系统中不会出现的非物理结果。本文的研究表明，区分路段和路口并由警察管理路口的交通，则低密度交通流和高密度交通流由二级相变区分，符合城市交通流的实际情况。 作为应用，作者开发并实现了名片的储存管理系统。该系统包括：目标区域(名片图像)的自动探测；名片图像的自动切割；名片图像倾斜的自动探测和矫正；噪声消除；名片整合等功能。