粒子图像测速（PIV）已成为测量流体流动速度场的重要实验技术。该方法产生瞬时流型的定量表示，通常用于帮助构建复杂流动的现象学模型和数值模拟验证。PIV分析可广泛用于实验流体力学等多个研究领域。两步处理法，即自相关和互相关，已被用于检查时空流演化，可以实现作为空间分辨率函数的涡度测量和精度估计。PIV的发展与测量流场的复杂性和难度逐渐增加紧密相关。用于测量的PIV技术发展迅速，并呈现出新的趋势，主要体现在立体PIV、断层PIV、大型PIV、微型PIV、3D PIV、行人PIV以及使用高时间/空间分辨率设备。PIV在医学研究、能源燃料、燃烧、流场测量、实时过程监测、结构变形、灌溉、声学、地质学、海洋学、水资源、林业、人群监测和采矿矿物加工等各种研究领域有着广泛的应用。本文对实验室PIV发展进行全面概述，通过在工业过程和日常生活中采用PIV进行实时监控，讨论了PIV如何以精确的时间分辨率和特殊分辨率取代现有的分析成像技术。此外，还综合比较了数值模拟和目前可用的PIV分析技术。

背景纹影技术通过比较光线经过流场前后的偏折量获取流场信息，在流场测量中优势显著。本文开展了背景纹影技术中位移检测算法和波前重构算法的精度测试，在合适的背景和算法参数下，Farneback光流算法的位移提取精度可达1/400个像元；波前重构中，反对称偏导积分法速度较快但是精度较低，可适用于实时处理，Guass-Seidl迭代法的速度较慢但是精度较高，可用于后处理。在此基础上，搭建了一套高精度背景纹影流场探测系统，并以实验室内酒精灯燃烧时产生的温压场和外场炮筒引爆时产生的声压场为初步观测对象，成功实现了不同环境条件下流场的定性显示和定量测量。