针对在进行真实场景转二维图像的过程中,被测物体的场景深度信息发生丢失这一问题,本文提出了一种基于阴影线索和视差法的单目视觉图像深度测量方案,将阴影线索与视差法相结合,分别对方案的图像采集系统,图像处理系统以及深度测量系统进行设计研究,最终实现图像深度测量方案的建立完善。首先,在深入研究国内外图像深度测量方案的基础上,提出一种将阴影线索与视差法相结合的单目图像深度测量方案。根据测量方案,进行实验设备选型。通过对不同照明方案进行适用性分析,设计采用正向下光源暗场照明方案进行照明。通过光学仿真软件trace Pro对光源进行均匀照明设计与仿真。根据采集方案与照明方案的设计需求,对图像采集系统进行机械结构设计与搭建。其次,对图像处理环节进行研究,建立了快速高效的图像处理系统。在图像处理过程中,针对采集图像中噪声位于高频低幅值区域的特点,方案采用了软阈值小波算法对图像进行去噪处理;针对图像存在散焦模糊退化这一问题采用Richardson-Lucy算法对散焦模糊区域进行图像恢复,提高实验数据的准确度;针对被测物体与背景之间以及模型内部不同倾斜角度区域之间色彩特征差异较为明显这一特点,采用Marr算子进行被测物体的边缘识别与分割。在对被测物体进行特征采集时,将亮度特征作为场景深度测量参照量,将被测物体的色彩特征在HSB空间下转换为表面亮度特征值。最后,对图像深度测量系统进行实验数据采集分析,完善了场景深度测量方案,并进行实验验证。通过对在不同实验变量下的被测物体进行图像采集与处理,分析了各实验变量对表面亮度特征以及亮度梯度系数的影响,对场景相对深度测量方法进行了研究。通过视差法分析了底面网格在不同升降高度下的形状特征变化规律,对场景绝对深度测量方法进行了研究,完善了基于阴影线索与视差法的单目视觉图像深度测量方案。通过对实际模型的测量实验,验证了方案的可靠性与适用性。实验结果表明,该测量方案较大幅度的提高了被测物体场景深度测量效率与精度,测量误差小于3.5mm,场景深度测量效果较好。