超声衍射时差法（TOFD）是工业无损检测领域的重要检测手段之一,具有缺陷检出率高、定位精准、检测效率高等优点。目前关于TOFD图像后处理算法的研究多停留在理论阶段,一些算法研究成果未能很好地转化到实际产品的应用中。为降低TOFD近表面盲区和甩弧现象对缺陷测量的影响,论文重点研究了图像后处理中的直通波处理和合成孔径聚焦技术（SAFT）的改进算法,并论述了基于Android系统的TOFD软件的设计与实现,进一步完善了便携式TOFD检测仪器的软件功能。论文研究的直通波处理算法按照数据流向依次包括自动标定、矫正和抑制三个部分,针对基于峰值捕捉的直通波自动标定算法对噪声敏感的问题,论文在峰值捕捉前引入改进霍夫搜索算法,以提高标定结果的准确性和数据处理效率,并在此基础上对直通波矫正算法和直通波抑制算法进行了改进。MATLAB实验结果表明,改进后的直通波自动标定算法结果准确且运行效率提高了约10倍,同时直通波矫正算法和直通波抑制算法的处理效果相较于改进前也有所改善。针对SAFT算法中信号幅值衰减较大、时间消耗过高的问题,分别引入幅度变迹和孔径稀疏处理对SAFT算法进行改进。MATLAB实验结果表明,当幅度变迹函数选择Hanning窗,且孔径稀疏处理的有效孔径率选择0.25时,既能有效改善信号幅值衰减的问题,又能在保证成像质量的前提下将算法处理时间缩短近1倍。为设计一款支持图像后处理功能的超声TOFD软件,论文对软件的功能需求进行分析并制定了基于Android系统的TOFD软件整体设计方案,方案采用分层架构的设计模式并将每层架构划分为不同功能模块。论文重点研究了图像合成与渲染、图像后处理功能模块的设计与实现。设计了基于Open GL ES的图像合成与渲染模块,主要研究了离线分析模式下TOFD图像的合成与渲染;为提高图像后处理模块的运行效率,依据JNI编程和多线程模式的基本思想进行开发,在不影响软件流畅度的前提下实现了直通波处理功能和SAFT功能。软件测试结果表明:软件功能均可正常使用,且图像后处理功能从不同方面提高了缺陷定量分析的精度,其中直通波自动标定可取代人工标定,并将标定误差减小为人工标定的50%,直通波抑制可将20mm工件的近表面盲区由8mm降低至5mm以内,SAFT可将缺陷长度测量的平均误差降低至0.5%;软件性能可满足系统需求,其中CPU占用率大约为74%,内存占用空间在60MB-90MB之间波动。