雕刻产品的多样化、具有个性化雕刻产品的需求激增以及市场响应的快速性和实时性要求，具有图像处理的数控雕刻系统越来越受到市场的青睐，并成为雕刻系统的发展方向之一。本课题以剪纸图像为例，用Matlab和Visual Studio2010软件开发出一套具有图像处理及加工路径优化的数控雕刻系统，论文的主要内容如下：1)采用八邻域跟踪算法对边缘检测后的图像进行轮廓跟踪，通过计算当前像素的八邻域和值，将孤立点、毛刺与轮廓边界点区分开来，以正确获取轮廓上的数据点；2)用三点链码和近似表示图像边界轮廓的切线，通过三点链码差判定图像角点，提出邻域最大值法及斜率差值法辨别伪角点并进行消除。3)用三次样条插值及双圆弧样条拟合对边界轮廓进行了矢量化处理，以对边界进行保形拟合，避免严重失真。4)提出最近邻的改进算法，获取最优的轮廓加工起始点，通过蚁群算法获取最优加工路线，减少加工的空行程。对所研制的数控雕刻图像处理及加工路径优化软件系统进行了仿真，结果表明，与harris、Freeman链码角点检测算法相比，软件所用角点检测算法检测的真实角点占检测角点的比率大幅度提高；采用改进的优化算法，加工路径总长与未优化时相比，减少了28.99%。软件系统在四自由度SCARA机器人应用，绘制了三个剪纸图案，获得了预期的效果。