计算机视觉技术具有非接触和自动化程度高的特点,使得这项技术在零件的表面质量检测、尺寸测量和形状识别等方面有着广阔的应用前景。本文利用物体的数字图像,围绕三维尺寸测量,对边缘检测、CCD相机的双目标定和点的三维坐标测量等问题进行了理论和实验研究。根据标量衍射理论,研究提出了一种含修正参数的贝塞尔型点扩散函数,并将该点扩散函数与阶梯边缘模型卷积,获得了含修正参数的边缘灰度分布模型。根据最小二乘原理,利用含修正参数的边缘灰度分布模型,研发了一种亚像素边缘检测的拟合算法,并从理论和实验两个方面分析了拟合窗口大小和灰度差等因素对算法检测边缘分辨率的影响。在分析了Tsai的标定法的基础上,提出了一种改进的标定法,实验表明该方法在不降低标定精度的情况下,算法更简洁,同时研究了图像噪声对标定结果的影响。通过对点的三维坐标测量方法的分析,利用最小二乘法通过实验对点的三维坐标、物体的二维尺寸和三维尺寸进行了测量。本文的工作对发展数字图像测量技术和指导图像测量技术的工程应用具有一定的意义。