视网细胞显微镜系统采用自适应光学技术来调整人眼的波前像差,获取理想的视网膜细胞图像。波前探测作为自适应光学系统的一个重要环节,通过波前探测器实时测量人眼的波前像差,再用波前复原算法计算出波前相位,为波前校正提供准确的信号。本文研究了几种常用波前探测技术,比较了其优缺点,选择了哈特曼-夏克波前传感器作为视网膜细胞显微镜的波前探测部分。研究了哈特曼-夏克传感器的工作原理,详细分析了其探测误差的来源,研究如何通过图像处理技术来提高哈特曼-夏克波前探测器质心探测精度。提出了一种基于数学形态学的阈值选取算法,考虑了光斑点的大致形态,设计了一个形态滤波器,该滤波器具有较高的效率,可以获取与常规阈值方法相比更合适的二值化灰度图的阈值,并对算法进行了仿真实验。同时在质心计算的过程中,改进优化了一种质心探测窗口自动确定方法,运用数学和几何知识首先确定光斑图片的六边形,再确定圆心,通过标准光斑位置的坐标来确定探测窗口。本方法确保了探测窗口确定的准确性和完整性,同时也减小了背景噪声对质心计算的影响,提高了质心探测精度。采用了VC++6.0开发了波前探测软件,并集成到视网膜细胞显微镜控制软件中。