全景图像技术通过微透镜阵列,在非相干光照明条件下能实现三维光学成像或三维数字成像,具有无需观察者佩戴特殊的观察设备,能够产生包含全真色彩的连续图像的优点,是最具发展前景的全真三维立体显示技术之一。本文针对全景图像的三维数字重建技术展开研究,包含以下几个方面：在全景图像的模拟采集研究中,基于三维图形软件POV-Ray建立了正方形微透镜阵列模型,实现全景图像的数字采集过程,从而验证了微透镜阵列模型。在此基础上对实际型号微透镜阵列进行仿真,为下一步光学全景图像采集实验选择合适的微透镜阵列型号。在全景图像数字重建研究中,使用基于光线长度加权平均的小孔阵列模型实现对全景图像的深度切片图重建,即全景图像数字重建(CIIR),并通过清晰度评价方法对重建的深度切片图序列进行分析,验证了重建算法的正确性。另一方面,采用互相关立体匹配算法实现全景图像中的深度信息提取。针对实际全景图像采集过程中的微透镜阵列与CCD之间的失匹配问题,本文提出了基于Radon变换的畸变全景图像预处理算法。分别从仿射变换和透视变换两种情况下研究全景图像的畸变校正理论,实现了对畸变全景图像的校正处理。在此基础上,提出了采用Radon变换算法结合Harris角点检测算法的单元图像精确定位算法,实现了单元图像网格化结构的精确定位。最后,进行全景图像采集与数字重建实验,通过本文提出的基于Radon变换的预处理算法对实验采集的全景图像校正,并实现了数字蜡烛与装饰花场景的深度切片图重建,以及不同深度的标定板图样的深度提取。