本发明公开了一种从多纤维样本中提取单纤维样本的图像分割方法及图像处理装置，该方法包括制备多纤维样本图像，对多纤维样本图进行处理，提取图像中多纤维轮廓的边界像素点列表，计算边界点之间的距离矩阵以识别纤维轮廓，并通过原图提取出单纤维样本图片；该图像处理装置包括显微镜、扫描模块、图像处理模块和距离矩阵计算及处理模块。本发明实现了从多纤维图像中提取到高质量的单纤维样本图像，采用本方法能以较低的人工和时间成本制得大量的高质量单纤维样本图像，进而能解决为检测纺织纤维原料的深度学习方法提供训练及验证单纤维样本的技术问题。