本发明提供一种基于单张图片的物体三维形貌非接触测量方法,包括相机CCD光强‑灰度的非线性响应校正、离焦距离和模糊宽度评价函数曲线标定和物体表面三维形貌重建三大步骤,相机CCD光强——灰度的非线性是通过比较标准条纹灰度值和相机转换后图像条纹灰度值来校正,通过理论得出离焦距离和模糊宽度关系方程,利用实验标定得出相关相机参数,建立离焦距离和模糊宽度的评价曲线;利用相机参数可以得到物体表面投影到附近聚焦平面的面内坐标,利用模糊宽度的测量计算,可以得到物体表面和聚焦平面的距离,由此方法根据一张照片可以测量得到物体表面的三维表面形貌。