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近年来,随着3D显示技术的迅速发展,3D产品开始进入普通人的生活。然而,由于目前大多数3D产品仍然需要佩戴3D眼镜等辅助设备才能展现立体视觉效果,3D产品的普及受到了严重制约。面对这一问题,裸眼3D显示技术应运而生,并受到了广泛关注。本论文的研究目的是通过对裸眼3D显示系统进行研究,解决裸眼3D显示技术中基于深度图像绘制(DIBR)的空洞填充问题和系统的硬件实现问题,为裸眼3D显示的应用提供理论和技术支撑。论文首先介绍了人眼感知3D视觉的原理和3D显示设备的工作原理,然后在此基础上,介绍了基于DIBR的视图合成和基于DIBR的裸眼3D显示的原理。对于基于DIBR的视图合成,重点研究了空洞填充技术,并提出了一种基于时空域的空洞填充算法;对于基于DIBR的裸眼3D显示,提出了一种适用于FPGA开发平台的裸眼3D显示系统的硬件架构,提供了系统总体及各个子模块的设计方案并进行仿真验证。论文意在改进空洞填充的效果以提高DIBR视图合成的质量,并完成基于DIBR的裸眼3D显示系统的硬件实现。论文的主要研究成果包括:①针对视图合成中的空洞问题,分析并改进了基于DIBR的视图合成中的空洞填充技术。以时空域为出发点,提出了一种新的空洞填充算法。该算法可利用时域上不同时刻的帧中包含的图像信息来填充大尺寸的空洞。新算法和传统的基于空域的算法相比,合成新视点的图像质量有所提升。②设计了一种基于DIBR的裸眼3D显示系统的硬件架构,系统基于FPGA开发平台实现、采用Verilog HDL语言完成。该系统支持720p的视频输入,1080p的上屏显示输出,可在200MHz的时钟频率下工作,完成裸眼3D的实时显示。③对于硬件开发平台(Xilinx Virtex®-5)的实际情况,提出了一种针对彩色图和深度图交替输入的DDR2 SDRAM存储方案,完成了相应的流水线设计,同时也提出了一种输入输出分辨率转换的解决方案。④完成硬件系统及其子模块的功能仿真与时序仿真,完成系统的综合、实现、生成bit文件与上屏显示。