镜面物体广泛存在于现代制造业中，如汽车涂装车身、玻璃面板、光学反射镜等，缺陷检测是保证镜面物体表面质量的必要环节。传统的人工目视方法存在漏检率高、效率低、成本高等弊端，迫切需要更加高效可靠的自动化缺陷检测方法。相位偏折法具有全场、非接触、灵敏度高等优势，被认为是最具研究价值与应用前景的镜面缺陷检测方法。本文对相位偏折镜面缺陷检测方法展开研究，考虑到工业现场对检测效率与精度的需求，重点研究了快速可靠的相位提取，以及基于相位信息的缺陷识别和定位。论文主要研究内容总结如下：
　　1．研究了快速可靠的相位提取方法。选用能够同时满足精度与效率要求的相移-格雷码编码法，研究了一种周期级次校正方法，在不增加额外图像的情况下，较好地解决了格雷码相位展开过程中的周期错位问题。实验证明周期级次校正后的相移-格雷码编码法能够得到高精度的相位提取结果。
　　2．研究了基于相位信息的镜面缺陷识别与定位方法。一方面，首先利用拉普拉斯高斯算子对相位图像进行高通滤波以实现缺陷特征增强，然后通过阈值分割、数学形态学、连通域提取等算法，实现了图像上缺陷轮廓、尺寸和中心坐标的获取。另一方面，为进一步确定缺陷的真实位置，研究了基于双目相位偏折系统的缺陷定位方法，并提出一种利用缺陷最小邻接矩形的四个顶点代替缺陷中心进行空间定位的方法，解决了由于缺陷处相位不完整、不准确而导致的缺陷定位不准问题。通过构建特征缺陷，验证了缺陷识别与定位算法的准确性。
　　3．搭建了双目相位偏折镜面缺陷检测系统，使用上述相位提取方法和缺陷识别定位方法，分别对凹痕、凸起、划痕等汽车涂装车身表面典型缺陷，以及飞机涂装机身表面人眼难以观察到的微小缺陷进行检测。结果表明，本文方法能够准确识别和定位各种类型和尺寸的缺陷，验证了所研究方法的可行性与有效性。