本发明属于图像处理相关技术领域，其公开了一种基于变分光流模型的流体速度测量方法，该方法包括：采用质量守恒方程替代变分光流模型数据项中的亮度平衡方程，而后对该数据项进行噪声修正，同时，将流体的速度分解为多种形式的运动分量，并对分解的每项分别进行平滑约束和噪声修正后求和获得所述变分光流模型的平滑项，以此方式得到优化后的变分光流模型；获取采集的具有示踪粒子的连续两帧粒子图像的亮度参数，将亮度参数代入优化后的变分光流模型即可求得流体的速度。该方法综合考虑了粒子图像信息和流体物理理论，不仅适用于低速不可压缩湍流，也适用于高超声速可压缩流场，同时针对粒子图像的噪声和光照影响具有较好的鲁棒性。