随着科学技术的迅猛发展以及人类文明的进步,传统的测量方式已经不能满足人们的需求,基于计算机视觉的非接触测量方法应运而生。计算机视觉与机械自动化的融合已经开始在微操作、微测量等方面崭露头角,并且可以较为有效地解决传统测量方法中的难题。具体来说,基于图像的测量方法可以解决一些不易操作的难题,如医疗中的内脏手术、机械行业高精度仪器加工与装配等等。本文重点研究了光学显微镜的成像特性,并在此基础上提出了针对显微镜平台的角度标定、自动景深标定方法与超景深高度测量方法。具体为以下三个方面:1、针对光学显微镜的成像特性,提出了一种平面倾斜的角度标定方法。该方法利用旋转台与十字标定板捕获旋转前后的标定图片并提取特征点,再利用这些特征信息进行几何建模,然后按照建立模型进行倾斜角度计算。实验结果表明所提出的算法能够得到较好的倾斜角度标定结果,对后续显微图像研究三维重建等工作具有指导意义。2、针对光学显微镜小景深的特性,结合活动轮廓和LBP算子,提出了一种光学镜头景深标定算法。该算法具有一定的自适应性,能够根据标定点真圆度和弥散圆面积等指标标定不同倍率下的光学镜头景深。实验结果表明,该算法能够有效标定光学显微镜的景深,对后续图像处理有重要意义。3、根据显微镜的浅景深特性,提出了一种超景深高度测量方法。根据双目视差匹配约束计算深度,并通过z轴步进电机进行定向移动超景深测量。实验验证了所提出的算法能够有效测量超景深物体高度。其结果表明:本文提出的算法在z轴步进方向的超景深测量误差在1.6~7.8%,故可用于误差允许的条件下测量微小物体超显微镜景深高度,有效的解决了显微镜的小景深测量问题,对双目测量超景深高度物体的研究具有指导意义。