本文在分析微小零件尺寸与质量检测技术与系统现状的基础上,以IC测试探针尺寸及其表面缺陷的检测为对象,综合应用相关学科领域的最新研究成果,设计了基于机器视觉的IC测试探针尺寸与表面缺陷的图像测量系统,研究了测量系统所涉及的图像采集、图像处理、图像分割、边缘检测、亚像素定位分析、图像特征提取、基于图像的尺寸测量等关键技术。在分析和比较相关的图像边缘检测方法以及各种亚像素定位技术的基础上,对圆的亚像素定位,建立了降维灰度矩法和改进最小二乘法,以建立微小零件尺寸及表面缺陷测量的亚像素边缘检测算法。实验表明,用本文研究的算法对直径在0.3～0.6 mm的IC探针尺寸检测的绝对误差均小于3.5um;相应的缺陷检出率,对像素级达到90%以上,而亚像素级达到96%以上;而且具有计算速度快、定位精度高等特点。在IC测试探针尺寸及表面缺陷的图像测量理论与方法研究基础上,作者应用Visual C++开发工具,编写了图像采集与处理、边缘检测、亚像素定位分析、边缘提取与特征识别及聚类、表面缺陷分类器及尺度测量等相关程序,构成了基于机器视觉的IC测试探针尺寸及表面缺陷在线检测的图像测量软件系统。应用本文开发的系统对某厂生产的IC探针尺寸及表面缺陷进行了批量的实验检测。经统计,系统的尺寸检测精度小于2.5%,探针表面缺陷的检出率达到98%左右,表明本文开发的检测系统基本能适应IC探针尺寸及表面缺陷检测,且检测的稳定性和检测精度基本能满足工厂检测的要求。