为了在图像中确定椭圆目标精确的位置和边界，提出了一种基于非线性最小二乘的椭圆拟合方法。该方法在得到目标边界点的基础上，通过最小化拟合椭圆与边界点之间的欧氏距离，确定出由椭圆中心坐标、长半轴和短半轴长度、旋转角度共5个参数定义的椭圆，使得这一椭圆在非线性最小二乘意义下是最优的。在实际应用中，特别是人眼图像的瞳孔提取中，这种方法能够排除反光、睫毛、眼皮等的干扰，得到较为精确的瞳孔位置和边界。仿真实验和实际数据计算的结果表明，提出的方法有良好的准确性和鲁棒性。