计算机视觉测量目前已广泛应用于现代工业制造业等需要精密测量的领域。为提高检测图像的对比度和清晰度，简化后续图像理解任务与图像算法难度，本论文研究了一种漫反射间接照明方式，提出了用于均匀照明的自由形态漫反射表面的设计方法；研究了偏振信息与颜色信息的融合增强图像对比度技术，尝试了对原始彩色图像直接融合偏振特征的策略。具体研究内容如下：根据计算机彩色视觉系统在图像采集阶段对照明光源的要求：近距离的高辐照均匀度和多波段的优良混光均匀性，提出了由多波段三环LED阵列与高漫反射率自由形态表面构成的间接照明方式。基于LED光源与理想漫反射表面的朗伯特性，构建照明系统的数学模型；根据检测平面预期的光强分布，建立一组微分方程，利用数值方法求解得到漫反射自由曲面的面形轮廓；通过光学软件对设计的漫反射照明系统实体模型进行非序列光线追迹仿真，模拟结果显示目标检测区域辐照分布均匀且具有一定的容差，验证了设计方案的正确性、有效性和可靠性。光的偏振对材料属性的分辨极为明显，是普通视觉测量的有益补充，研究了基于偏振与颜色信息的图像融合技术。以电路板为实验对象，搭建了用于偏振成像的视觉检测平台，尝试了利用偏振度、偏振相位等偏振信息在RGB和HIS颜色空间中直接对原始图像进行基于小波变换的融合调制，以建立的图像质量评价标准为依据，验证了基于偏振信息的真彩色融合图像可有效提高检测目标的对比度，并符合人眼的视觉感知习惯。