近年来，随着计算机技术和视觉传感技术的高速发展，利用CCD传感器提取熔池图像，然后通过数字图像处理获取熔池边缘信息，进而实现焊接质量过程控制，已成为现代焊接自动化领域的一个重要的研究方向。通过分析典型的DE-GMAW系统原理和母材热输入问题，本文设计了适合于AZ31B镁合金焊接的双弧焊接系统。根据AZ31B镁合金电弧光谱分布，本文选用镁的特征谱线波长为滤波窗口。针对镁合金双弧焊过程存在的电弧干扰问题，本文设计了多套由透过率不同的中性减光片与镁合金滤光片组合成的复合滤光系统。通过大量的镁合金熔池图像提取实验对比，确定了合适的镁合金双弧焊复合滤光系统。采用被动视觉传感，利用熔池自身的辐射光和熔池对电弧中心处的反射光，获取了镁合金熔池图像。本文主要介绍了中值滤波窗口对图像滤波效果的影响，梯度锐化和拉普拉斯算子锐化的区别以及最大方差阈值分割算法和交互式阈值分割算法的特点。通过实验确定了合适的镁合金熔池图像处理算法。根据图像聚焦成像理论，阐述了熔池图像融合的必要性。介绍了一些典型的图像融合算法，如像素灰度值取大、像素灰度值取小、加权平均以及区域能量算法，并通过实验验证了这些算法的图像融合效果。接着，详细的阐述了小波变换理论和小波变换的多分辨率特性。针对小波变换的低频子带和高频子带各自的特性，提出一种新的熔池图像融合规则。通过相关实验结果和图像融合质量评价参数对比，验证了该算法的优越性，并提高了熔池边缘的信息量。本文介绍了数学形态学图像处理基本算法，并通过数学形态学算法优化了熔池图像信息。采用熔池图像边缘提取算法，获得了准确的熔池轮廓图像，通过熔池尺寸计算，本文最终获取AZ31B镁合金熔池的最大宽度、熔池半长、熔池面积和熔池后拖角等特征信息。