Впервые решена задача синтеза алгоритмов оптимального оценивания параметров шероховатых поверхностей в системах с многоэлементными оптическими приемниками. Синтезирован алгоритм оптимальной обработки оптических сигналов (спекл-изображений), разработана структурная схема оптимального измерителя среднеквадратической высоты и радиуса корреляции неровностей шероховатой поверхности, исследованы предельные погрешности оценок параметров шероховатых поверхностей по информационным матрицам Фишера, а также диапазоны углов визирования на основе анализа матриц обратных к информационным матрицам Фишера. Ключевые слова: параметры шероховатой поверхности, лазерное излучение, спекл-изображение, оптимальная обработка, многоэлементный оптический приемник.