基于数字图像处理技术的高温温度场非接触软测量技术是以CCD图像传感器为基础,综合运用现代光电图像检测技术、数字图像处理技术和热辐射理论的一种新型辐射测温方法,能够实现快速、准确的高温温度场测量,显著提高测量技术水平,因而成为高温检测领域近年来的研究热点。本文以高温物体表面温度场的测量为研究目的,对基于数字图像处理技术的非接触高温温度场软测量技术进行了深入的理论分析与大量的实验研究。针对工业用彩色CCD图像传感器动态响应范围窄、测温范围小的问题,研究了扩大测温范围的方法,提出通过自动调节光圈快门组合来扩大测温范围的方法,实验结果证明了该方法的有效性。针对高温温度场软测量系统要求对高温图像进行在线实时处理,以及高温图像识别速度相对较慢的矛盾,提出了基于小波分解的高温物体图像快速识别方法。通过对图像灰度直方图统计量h(i)进行小波分解,得到图像的低频分量,同时使图像灰度级降低,从而缩小分割阈值的搜索范围,再利用简化的最大类间方差法求取图像分割阈值。实验结果表明,该方法不仅能够准确地计算出最佳分割阈值,而且运算速度得到了显著提高,从而大大提高了图像处理的速度,增强了测温系统的实时性,具有较强的实用性。建立了基于误差校正函数K(T)和基于三次多项式拟合的两种温度计算模型;深入分析了两种温度计算模型在实际测温中的有效性及各自的优缺点;通过工业炉实验证明了基于三次多项式拟合的温度计算模型的有效性。对研发的基于数字图像处理技术的高温温度场软测量系统,进行了黑体炉和工业现场实验。实验结果表明,高温温度场软测量系统测温精度较高,具有较强的实用性和推广价值。