数字图像相关法（Digital Image Correlation,DIC）是一种非接触的光学测量方法。因为其操作简便、全场测量、精度高等特点,在许多领域得到了广泛的应用,并解决了很多实际工程问题。然而随着科技的发展,对测量的要求越来越高,该方法也存在一些亟待解决的问题。例如对旋转物体的变形测量,应用传统的DIC方法会出现较大的误差,难以满足实际要求。针对此问题,本文提出一种改进的DIC算法,该方法解决了旋转引起的去相关问题,提高了对旋转物体全场位移和应变测量的精度。为了解决传统DIC方法在测量伴随大旋转的变形时出现的去相关问题,本文对DIC方法进行了改进,并将改进后的方法应用于滚动轴承的测量中。提出的方法是一种基于旋转子区的DIC方法。首先,利用特征点检测技术得到变形子区相对于参考子区的粗略旋转角度;其次,将变形子区旋转之后与参考子区进行整像素匹配;最后,采用提出的基于旋转子区的NR迭代算法进行精确的亚像素匹配。仿真实验表明,该方法能有效地测量任意角度的旋转变形,其平均相关系数达到0.99,能够达到高质量的相关匹配。并用该方法对轴承的运动进行了测量,得到了轴承的二维位移和两个方向的运动轨迹。结果表明,该方法适用于轴承运动的测量,在旋转物体的在线变形测量中具有很大的应用前景。对传统局部位移场最小二乘DIC应变计算方法进行改进,引入变形前后的旋转矩阵与虚拟位移场,提出一种适用于旋转变形测量的高精度应变计算方法。该方法能够解决旋转应变测量造成的误差问题,从而实现任意角度下的应变高精度测量。在模拟实验中,分别对多种旋转角度下的同一应变以及同一旋转角度下的不同应变进行了测量,两次实验应变测量的RMSE平均值较传统DIC方法分别从0.00498降低到了0.00011以及由0.00703降低到了0.00027。在杯突实验中,相比于传统DIC方法,提出的方法将应变测量的RMSE平均值从0.0059降低到0.0016。以上两种实验结果均证明了提出的DIC应变计算方法能够降低旋转条件下的应变测量的误差,从而获得高精度的应变。