集成成像技术具有全视差、连续视点、全真彩色,无需相干光源和辅助观看设备等优点,成为最具有前景的自由立体显示技术之一。作为集成成像的一个重要研究方向,计算重建技术不仅能克服光学重建中由器件限制导致的诸多问题,而且是一个能有效利用集成成像光场信息的手段,具有重要的研究意义。然而,目前的计算重建,特别是三维计算重建,存在重建图像质量低,难以应对复杂场景,不能完整重建目标场景等问题。针对上述问题,本文做了如下工作:首先,依据集成成像系统的基本原理,分析了集成成像的光场采样特性和光场重建特性;在此基础上,从深度切片重建和自由视点重建两个方面研究分析了集成成像光场信息的二维计算重建方法,包括基于像素映射的二维切片重建方法和基于光线追迹的自由视点重建方法,并进行了相应的实验验证。其次,针对三维计算重建中重建图像质量低,难以应对复杂场景的问题,本文在分析集成成像光场信息三维计算重建原理的基础上,首先分析了一种基于深度预测的三维计算重建方法,并通过实验分析了该方法存在的问题及其原因;基于此,研究了一种基于图像理解的三维计算重建方法,实验验证表明,该方法能够应对复杂场景情况,所获得的三维重建图像的质量得到明显的提高。最后,针对集成成像记录场景范围太小,不能完整重建目标场景的问题,本文研究了一种利用多帧光场图像进行三维计算重建的方法,并在分析了多帧点云数据配准原理的基础上,通过最近点迭代算法实现了多帧基于光场图像的点云重建数据的配准融合,并对配准融合后的结果进行了平滑处理,实验表明,相比于基于单帧光场图像的三维计算重建,该方法能够重建出一个质量更高,信息更完整的三维场景。