针对小型零件的机械精度，提出了一种基于机器视觉的测量方法。以中小模数的齿轮为例，可以运行该测量方法检测其齿廓偏差，解决了传统接触测量中出现的许多问题。利用数字图像处理技术对拍摄到的齿轮图像进行预处理，得到齿轮的齿廓图像，然后确定齿轮的圆心位置，最后建立齿廓偏差图像法测量的数学模型，并对齿轮的齿廓偏差进行测量和评定。首先论述了齿轮齿廓图像采集和预处理方法，介绍了几种常用的图像滤波方法和图像边缘检测算子，从理论上分析了这几种方法的优缺点并且进行了实验对比，选用了双边滤波和Canny边缘检测算子。接着介绍了几种常用的图像细分亚像素边缘检测算法和齿轮齿廓拟合算法，选用了基于Facet模型的亚像素边缘检测算法和三次B样条插值拟合方法。随后对系统进行了标定，即找到一个像素和实际尺寸的对应关系。然后根据国家齿轮标准建立齿轮齿廓偏差的数学模型，提出一种利用量块来确定齿轮圆心的方法，进而进行变换坐标，实现坐标统一。最后进行实验数据处理，根据已知量和未知量建立渐开线展开方程，解出渐开线的初始角度，再分别计算出理论和实际渐开线展开长度，求得齿轮齿廓偏差。实验表明，该方法能够实现对中小模数齿轮齿廓偏差的快速非接触测量，具有非常广泛的前景。