微操纵装配作为微机电系统领域理论研究、技术实施以及系统设计集成的一种关键和共性技术手段,长期以来受到学术界和工程界的普遍重视。面对微操纵和装配空间的限制、操纵与装配对象尺度的微型化以及操纵与装配的高精密要求等带来的挑战,仅凭肉眼已难以对微操纵和装配过程实施有效监控。为此,本学位论文结合浙江省自然科学基金重点项目“基于声操纵的三维自动微装配理论与实践研究”,提出开展基于小波变换的微构件三维成像关键技术研究。在完成基于PXI总线的SLM显微立体视觉硬件系统研发的基础上,以小波变换理论为基础,开展水环境下微视觉图像预处理、系统标定以及立体匹配等关键技术的研究,实现水介质中微构件的三维重建成像,为研发一种应用于声操纵微装配过程动态监控的显微立体视觉系统奠定必要的技术基础。具体内容包括：第一章,综合论述了开展显微立体视觉技术研究的重要意义,对三维成像技术的研究现状及其发展趋势进行了系统总结,并在分析现有显微立体视觉中三维成像关键技术优缺点的基础上,提出了本论文的研究内容及章节安排。第二章,在分析水环境下光学成像过程和微视觉图像特性的基础上,借助小波变换的多分辨率分析能力,提出了一种基于小波变换的CLAHE和同态滤波器相结合的图像增强方法,并发展了一种快速二维最大散度差(MSD)阈值分割法。第三章,开展了SLM显微视觉成像和畸变模型研究,提出了基于张正友标定法的尺度因子标定和基于变倍率法的主点坐标标定法,实现了对SLM显微视觉模型的内外参数估计,并利用光束法平差优化方法进一步精确得到摄像机内外参数和畸变参数。第四章,针对水环境下SLM显微视觉的立体匹配和三维重建,建立了SLM显微立体视觉单次折射校正模型,发展了一种以小波变换为基础的金字塔式的多尺度结构立体匹配算法,实现对水环境下微构件图像对的立体匹配。第五章,在重点开发了基于PXI总线的插卡式COMe计算机模块的基础上,集成其他功能模块开发了一套声操纵环境下的SLM显微立体视觉系统,并利用该系统开展了水下沙粒三维成像实验研究,结果证实了本文所研究技术、系统的可行性和有效性。第六章,对全文工作进行了总结,并对显微立体视觉技术未来的发展进行了展望。