三维形貌检测技术在工业生产、生活娱乐、医学研究及国防安全等领域具有广阔前景,例如产品质量的动态在线检测、影视动漫、医疗修复手术和人脸识别等。其中,傅里叶变换轮廓检测技术(FTP)以其单帧获取、全场分析等优点成为三维形貌检测领域的关键技术之一。基于傅里叶变换轮廓术的微分形貌检测算法,无需相位解包裹就可恢复物体连续相位,为三维形貌检测技术开辟出广阔的应用前景。但在实际应用中,微分形貌检测算法还存在许多问题,如：当变形光栅条纹与坐标轴处于不同方向时,容易引起误差；相位偏导数求取时的空域算法相对复杂,消耗时间较长,等等。为扩大应用范围、提高检测速度和精度,本文针对微分形貌检测算法中的若干关键问题,从理论分析和实验验证两方面展开研究,主要内容如下：1>介绍三维形貌检测技术的背景和基本原理,对正交条纹微分算法和单向条纹微分算法进行理论分析,并进行实验验证,发现其中的不足之处,为微分形貌检测算法的进一步研究,做好必要的铺垫。2>利用傅里叶变换旋转性质,扩展微分形貌检测算法的应用范围。分析变形光栅条纹与坐标轴处于不同方向时,误差来源以及相关偏差的计算方法,研究利用旋转性质消除角度偏差的影响,并通过实验进行对比验证。3>利用傅里叶变换微分性质,优化正交条纹微分算法和单向条纹微分算法。在使用微分形貌检测算法时,研究利用微分性质简化相位偏导数运算,降低运算复杂度,并通过对比实验进行验证。4>设计开发三维形貌检测软件,实现投影栅三维形貌检测功能模块。