本文对基于计算机视觉的小孔测量技术进行了研究，搭建了测量系统。该系统通过放大物镜和CCD相机获取被测工件表面的图像，并通过图像采集卡传输到计算机中，通过对图像的处理计算出两小孔的孔径、圆度误差及孔心距。首先对测量方法进行了阐述，介绍了摄像系统的常用坐标及坐标间的变换关系，分析比较了针对被测工件的特点提出的两种测量方案，研究了系统的标定和调焦方法。然后研究了图像的滤波、二值化、小孔区域的分割、二值图像的修补和小孔轮廓的边缘提取等图像处理方法，分析了由小孔图像的坐标信息计算孔心及半径的3种方法和圆度误差评定的4种方法，并进行了实验比较。最后，本文对系统测量误差进行了分析，主要对角度误差、系统标定误差和算法误差等系统误差进行了定量分析计算，并给出了相应的补偿方法。还对系统的随机误差进行了简单分析，最终分别给出了本测量系统对孔径、孔心距和圆度误差的测量总极限误差，并将测量结果与万能工具显微镜的测量结果进行了比较。