为了在简化计算的同时达到较高的定位精度, 提出一种轴向邻域和差边缘检测算法, 用于低信噪比、缓慢过渡的微结构显微图像的边缘检测。首先, 结合显微图像采集系统的配置, 分析了线纹显微图像边缘灰度轮廓特征和基于导数的边缘检测算法的不足。然后, 基于方向信息测度, 定义了轴向邻域和差运算, 依据矩不变理论推导出轴向邻域和差边缘检测算法。实验结果表明: 轴向邻域和差边缘检测算法能够适应不同分辨率的显微图像, 具有较强的抗噪能力和较高的定位精度, 边缘检测效果优于基于导数的算法。该算法用于显微图像时, 其边缘坐标定位方差为0.57 pixel, 微米级线条宽度的测量结果与扫描电子显微镜的测量结果(1.35 μm)相差0.17 μm, 基本满足了测量精度的要求。