本发明涉及光学显微成像技术和数字图像处理领域，提供的一种高信噪比图像获取装置及点扩散函数测量方法，该装置包括载物玻璃、补光光源模块、显微成像单元和设置在封闭腔体内的反射镜组；在图像采集装置上增加了对称的补充光源斜入射样品，并以吸光材料加持，在不增加背景噪声的情况下增加了纳米小球的散射强度，从而提高了纳米小球图像的信噪比；利用自动定位纳米小球的方法，自动剔除成团或者邻近的纳米小球，从而筛选出符合要求的单个纳米小球，用以计算显微系统的PSF，减少了人工的工作量；本发明的技术方案具有易于搭建，实现成本低，图像质量高、耗时少等特点；可以在半导体、芯片等需要高精测量和实时测量的领域推广应用。