Лаборатория обработки изображений была организована в рамках тесной кооперации сотрудников кафедры АСУ (М. Ю. Катаев, В. Т. Калайда) и компании Moonlight (ныне «Элекард»).
В 2003–2004 гг. руководителем лаборатории был выпускник кафедры АСУ А. В. Миляков, в 2004 г. он перешёл на работу в компанию Moonlight, и лабораторию возглавил М. Ю. Катаев. До 2008 г. лаборатория ОИ осуществляла выполнение учебных и научных разработок в рамках кооперации с компанией Moonlight. За эти годы более 30 студентов прошли через лабораторию и попали в различные IT-компании Томска. После 2008 г. компания снизила своё взаимодействие с лабораторией до минимума (воздействие кризиса).
В настоящее время в лаборатории ОИ проводится учебная работа в рамках УИР и проектов ГПО бакалавриата и продолжается в магистратуре. Каждый год выпускается несколько студентов в области обработки изображений.
В 2016 г. по результатам деятельности лаборатория вошла в альянс «Техническое зрение» как полноправный участник.
В 2018 г. в рамках лаборатории действует 4 проекта ГПО:
Руководитель лаборатории обработки изображений – М. Ю. Катаев.