数字图像相关方法（DIC）是一种非接触的光学测量方法,以其设备需求简单、测量环境要求低和适用范围广等特点,已经成为实验力学领域最为活跃的研究方向之一,并在各领域的科学研究和工程实践中得到广泛的应用。DIC方法通过追踪物体表面变形前后的散斑位置来获取全场变形信息,因此散斑图像对DIC方法的计算精度和速度有着重要的影响,是该方法的基础,对散斑图像的研究具有现实意义。误差分析作为对DIC方法定量研究的重要部分,是学者们关注的热点问题。本文致力于对散斑图像特征的研究与误差分析,建立了规则散斑图像在DIC中的应用方法和频率域误差理论模型。本文还提出了基于规则散斑图像的DIC计算误差抑制方法。在散斑图像特征的研究方面,本文分析了传统随机散斑图像的不足,提出了将规则散斑图像应用于DIC方法,并对规则散斑图像进行了优化,数值模拟和实际实验证明了其相对于随机散斑图像在精度上的提高。基于规则散斑图像,本文提出了一种基于相关系数的云纹条纹方法,该方法由全场相关系数构成包含变形信息的低频云纹条纹,可以快速得到全场变形信息。将此方法与DIC结合,本文提出了一种基于规则散斑图像的混合测量方法,该混合测量方法将从云纹条纹方法中得到的全场变形信息作为初值带入DIC方法中进行后续迭代计算,借助云纹条纹方法提供的准确初值,DIC方法可以快速收敛到精确值。在误差分析方面,本文通过DIC方法的频域解析解建立了频域误差理论模型,数值模拟验证了该模型在分析DIC误差方面的有效性。基于此模型的不同形式,本文分别分析了随机误差、系统误差和总误差。同时,本文证明了建立的频域随机误差模型是多个空间域随机误差模型的总结,而频域系统误差模型可以用来分析当图像含有多个频率成分时不同的频率成分如何构成总的系统误差。针对DIC方法中由插值误差的低通滤波特性引入的系统误差,本文提出了基于规则散斑图像的系统误差抑制方法,该方法显示出了较好的效果和应用前景。此外,本文还进行了DIC方法误差影响因素的研究,得出了各因素产生的误差在总误差中的占比。