数字光学图像处理是光学信息处理的一个重要分支，是数字图像处理技术、光计算与实际应用相结合的产物。数学形态学属于并行算法体系，作为一种有效的图像分析方法，它的光学实现方式成为了数字光学图像处理领域的一个研究热点。而击中与否运算是数学形态学中的一个最基本算子，一切图像处理功能都可用它的求并来表达，且其本身具有非常明确的物理定义，即严格的前、背景模板匹配操作。所以，以它为基础的图像处理技术被广泛用于与目标识别相关的工作。用光学系统实现击中与否运算能充分发挥光的并行性、超高速、大容量、低交叉干扰等特性，因而光学实现击中与否运算具有广阔的发展应用前景。 论文首先对数字光学图像处理的发展情况和数学形态学的历史、特点、研究内容、光学实现方式进行了简介；其次对论文中涉及到的数学形态学基本理论进行了概述，并推导了数学形态学与线性空不变系统理论间的关系；然后在总结现有的击中与否运算光学实现系统的基础上，提出了两种击中与否运算的光学实现方式。论文的主要工作包括： 1、提出一种利用偏振编码方法和取零阈值的方式单通道光学实现击中与否运算的方案。该方案对二值输入图像采用偏振编码方法，将图像的前景和背景包含在一个编码图像中，并使用非相干光学相关器，对输出相关图像取零阈值，从而光学实现击中与否运算。该方案能单通道完成击中与否运算，简化了实验装置，节约了空间，且消除了输出结果中由于累积效应和入射光强分布不均导致的取阈误差。论文还对该方案进行了实验验证。 2、提出了扩展逻辑函数形态学理论及其光学实现方案。通过研究低取阈水平时的逻辑函数形态学，得出了18个扩展逻辑函数形念学算子。其中，有8对为对偶算子，它们满足数学形态学的对偶法则。利用这些算子，不但能够实现击中与否运算，还可以进行其它的图像形态学操作。实验中通过对二值输入图像进行空可变编码、使用非相干三平面两透镜光学相关器和对输出相关图像取低阈值来实现扩展逻辑函数形念学算子。该方法有效地避免了光学实现时的取阈误差，保证了输出结果的准确性。