视觉是人类感知和理解世界最直接方式,客观地还原所见的世界是一直是人们的目标。传统二维显示技术只能简单反映空间景物内容,缺少深度等反映物体空间位置关系的关键信息,显然无法满足人们的需求,具备显示立体图像的三维显示技术应运而生。集成成像技术作为一种新型的立体显示技术,无需助视设备和相干光源,就能显示全视差、准视点连续的立体图像,是最具发展潜力的立体显示技术之一,在娱乐、商业、医学、军事等领域具有较高应用价值。然而,受透镜阵列孔径尺寸和采集设备分辨率等限制,集成成像技术存在视角小、景深有限和分辨率低等弊端。另一方面,若感兴趣的目标物被前景遮挡物局部遮挡,不仅无法获得目标物的全貌,还会导致参与目标物重建的像素可能来自目标物,也可能来自遮挡物,降低图像的质量。为了克服传统集成成像三维重建图像分辨率低导致的图像质量不佳的问题,本文提出一种基于像素快速前映射和插值算法相结合的图像增强方法。同时为了解决由遮挡物对目标物带来的影响,本文提出一种在合成孔径集成成像中基于图像分割算法和立体匹配算法实现遮挡物去除,并基于深度图和多视角图对遮挡区域进行图像修复。本文具体研究内容如下:1.第一章主要介绍集成成像技术的研究背景和研究意义。首先,简要介绍三维显示技术的发展历史。其次,阐述集成成像技术的发展历程及其在前景遮挡物去除的研究现状。最后,阐述了本论文的研究背景和意义。2.第二章主要是理论部分的介绍。从集成成像技术的原理入手,首先归纳介绍了几种图像记录系统的优缺点;其次重点介绍两类计算重建方法并进行实验对比;最后对表征集成成像系统的三个性能参数进行介绍,并分析了三者之间存在的相互制约关系。3.第三章针对集成成像三维重建图像高质量可视化的需求,提出一种基于像素快速前映射和插值方法相结合的图像增强方法。首先基于深度图实现虚拟视点图像合成,增加场景信息;接着基于像素快速前映射方法进行图像三维重建,充分利用元素图像阵列信息,用插值算法改善重建图像上空像素点带来的不平滑问题。实验结果表明,本文提出的方法与传统重建方法相比,重建图像更为清晰,在亮度和锐度更好,聚焦图像更为平滑。4.第四章针对目标物被局部遮挡导致的重建目标物带有遮挡物信息的问题,本文提出一种在合成孔径集成成像中基于图像分割法和立体匹配算法实现遮挡物去除,并针对遮挡物移除后带来的目标物信息缺失问题,采用基于深度图和多视角图的图像修复技术。首先利用合成孔径重聚焦和SMD2函数估计场景的视差范围,接着利用图像分割法和立体匹配法计算视差图,根据重聚焦确定的视差范围,设置合理阈值进行分类和标记,最后利用基于深度图和多视角图的图像修复技术恢复元素图像中目标物丢失的信息,并进行三维重建。模拟结果显示,本文提出的方法可以有效去除遮挡物并进行目标物修复,相比于无遮挡去除处理和无修复处理方法,本文的方法重建图像的PSNR分别提高了4.7dB和3dB。