本发明公开了一种旋转机械叶尖间隙与叶片转速综合测量系统及方法、图像处理程序，可以达到仅使用高频图像采集器即可测量叶尖间隙与叶片转速的效果。本发明包括图像采集器、图像采集卡、图像处理单元；所述图像采集器用以采集旋转叶片与机匣的实时图像，并传输至图像采集卡；所述图像采集卡用于将接收到的信号转换为数字信号，并传输至图像处理单元；所述图像处理单元用于对接收到的图像进行图像处理与计算，同时得出被测旋转叶轮叶尖间隙与叶片转速。本发明测量精确且测量所需传感器数量少，可用于旋转机械叶片间隙与转速的实时测量，具有广阔的应用前景。