近年来，国内汽车保有量逐年增加，汽车排放污染带来的危害日益加重，且国际原油价格屡创新高，也为中国乃至国际汽车行业发展造成了很大障碍，节能环保成为各国汽车行业的研究重点。燃油雾化质量直接影响发动机的经济性、动力性、有害排放和噪声水平，为了实现理想的喷油规律和燃烧质量，有必要对喷雾质量的影响因素进行细致深入的研究。本文利用高分辨率数码照相机在手压喷雾实验台上采集纯柴油喷雾瞬间液滴图像，对图像中液滴进行人工统计得出平均直径、特征直径、发散度和尺寸分布图等；另外在定容弹测试实验台上利用高速照相机及纹影法对二甲醚/柴油混合燃料（D20）进行喷雾锥角和贯穿距离拍摄，进行人工分析，统计出喷雾过程油束宏观特性的变化趋势。对MATLAB图像处理功能中图像增强、形态学操作、阈值分割、边缘检测等多种算法不断优化改进。通过对比分析可知对喷雾液滴图像中值滤波后采用基于贝叶斯分类算法统计所得液滴各项参数与人工统计结果拟合较好；对喷雾油束二值化图像采用Canny算子进行边缘检测后计算得到油束特性参数与人工结果相吻合。在算法确定的基础上基于MATLAB/GUI设计出了喷雾图像处理系统。利用该系统对不同启喷压力下的纯柴油喷雾液滴图像进行处理，实验表明启喷压力越大，小直径液滴数目越多，雾化质量越好；利用系统分别对不同喷孔直径、环境背压下D20燃料的喷雾锥角与贯穿距离进行测量分析发现喷孔直径越大喷雾锥角越大，而贯穿距离变化不明显；环境背压越大喷雾锥角越大，贯穿距离越小。以上结果与人工统计数据相符合，由此证明了软件及其算法的可行性。