机械加工表面的粗糙度对工件的配合及工作性能影响显著,尤其是摩擦磨损、润滑与密封、抗疲劳等性能。因而,对工件表面粗糙度的合理评价就显得非常重要。为了满足现代工业对工件表面的高加工精度和高使用性能的要求,迫切需要在三维范围内对其粗糙度进行更准确全面的测量和评价。本文研究的内容是使用单目显微镜结合计算机图像处理技术进行工件表面的粗糙度测量,从而对非接触测量粗糙度的方法进行研究。由于显微镜景深有限,无法通过一幅图像得到完整清晰的物体表面信息,所以通过物体在Z轴的移动,显微镜对物体表面进行层层扫描,得到显微序列图像,同时也得到每幅图像初步的Z轴值；然后提取出序列图像中每幅图像中的清晰区域,融合成一幅全聚焦图像；另一方面,将序列图像中的每幅图像清晰部分进行聚焦测度计算,通过对聚焦测度计算结果进行高斯插值得到每一点的高度值,使用高度信息对显微样本进行三维表面重构,模拟出显微样本的三维模型,最后,编写软件利用显微镜采集的高度数据计算出二维粗糙度参数值和部分三维粗糙度参数及三维评价曲线。通过分析得到的计算结果,验证了三维参数的合理性和有效性。表明了采用图像技术进行表面粗糙度三维检测的可行性,为以后建立科学的表面粗糙度三维评定标准和开发相关的检测系统打下了基础。对实现表面粗糙度检测的在线性、3D形貌的完整性具有重要意义。