随着人们对微观领域的开拓,对微纳量级的精密测量技术要求也是越来越高。在这些测量技术之中,将传统测量方法与高性能算法相结合进行测量的方法以非接触、精度高、适用场合广泛引起了众多学者的研究。为了能够进一步提升计算机视觉测量方法的精度与效率,本论文旨在采用微视觉图像研究高精度、高效率的微位移测量算法,针对压电陶瓷位移台的微纳米位移输出,以电子显微镜为图像传感设备获取微纳运动平台微位移图像,开展微位移测量方法的研究。具体展开的工作如下:（1）根据计算机视觉测量原理进行了显微视觉测量系统的分析,并进行系统实验器材的选取,阐述了测量系统的原理,并对测量系统的测量精度进行了分析。然后介绍了图像采集的获取方式,进行了实验系统的搭建;根据光学原理进行了坐标系转换,推导了图像空间与微定位平台输出端之间的数学矩阵。（2）针对微视觉测量的精度,提出了一种基于Hu矩匹配与特征区域重心结合的微纳米运动测量新方法。利用图像滤波算法进行了区域特征增强,提出改进的分割算法进行特征提取,在运动前后的两幅图像中进行目标区域匹配,计算特征区域的重心坐标,将坐标移动的像素值经过单位像素位移系数计算,输出计算位移;利用前述方法进行测量位移实验,验证了该方法的有效性。（3）针对图像介绍了几种常用的相关系数函数并进行了系数分布对比,比较了可靠性和抗干扰性性能后选取了零均值归一化相关函数。通过理论分析和仿真模拟实验进行了曲面拟合法、灰度重构法和N-R法的比较,总结了各算法的性能和特点。在此基础上,进行了亚像素位移测量方法的改进,提出了基于Hermite插值的亚像素灰度曲面改进算法,并对其在亚像素位移测量应用上进行了测量精度与抗噪能力的仿真实验,验证了其测量精度可到达0.01pixel。通过采集压电陶瓷位移台表面机械纹理的图像,进行上述提出方法的有效性和可行性实验,并通过与激光干涉位移测量系统进行对比实验,证明了本文的方法在位移精度和计算效率方面都具有优越性。