离线状态下对刀具几何参数进行快速精密测量能够有效提高数控机床的加工质量与效率。与传统的机械式或投影式测量方法相比，基于图像测量技术的刀具几何参数测量方法具有非接触、精度高、自动化程度高和速度快的优点。为此，本文设计了由光学成像系统、机械结构部分和图像测量软件三大部分组成的图像式刀具几何参数测量系统。测量原理为：在背光照明方式下，待测刀具通过镜头投影到摄像机内的面阵CCD传感器上，经光电转换后所得图像被测量软件处理，之后将所得的图像信息与精密平台位移数据融合，得到最终的刀具尺寸参数。本文对系统核心部分，即测量软件的几个关键算法进行了深入研究并在此基础上给出了测量程序的设计思路：对于高对比度刀具图像这一特定处理对象，采用了基于阈值分割与双线性插值法相结合的亚像素精度阈值分割算法，在保证准确度的前提下可以比经典亚像素边缘检测算法更快速的完成轮廓提取。对Ramer直线逼近递归细分算法的分割点位置进行了修正从而使其对轮廓的逼近更为精确。之后将符合条件的相邻轮廓段合并为圆弧达到按照基元属性分割轮廓的目的。将Tukey权重函数引入到直线拟合与圆弧拟合算法中，使改进后的拟合算法对较大的离群值点具有强力的压制效果，从而间接提高了测量精度。最后通过实验验证了本测量系统的稳定性和重复精度，分析了误差来源，提出一些改进措施。