Досліджено проблему обробки та розпізнавання металографічних зображень в автоматизованих експертних інформаційно-вимірювальних системах (ІВС). Розроблено моделі зображень та нові алгоритми виділення структурних елементів (зерен феритів, тріщин, борозен утоми, зламів), які грунтуються на теоретико-множинному підході. Установлено, що для прогнозування довговічності, а також зміни фізико-механічних властивостей матеріалів необхідним є визначення фрактальної розмірності зерен зображень. Розкрито суть поняття фрактала. Запропоновано новий метод визначення переважальних орієнтацій стрічок з карбідів у металографічних зображеннях, який базується на аналізі максимальних значень кругового спектра, його дисперсії та похідної. З застосуванням розроблених методів попередньої обробки, на базі формування систем інформативних ознак запропоновано елементи та структуру автоматизованої експертної ІВС для аналізу й інтерпретації у реальному часі металографічних зображень.