虚拟视点生成技术可有效地恢复三维场景在不同视角下的信息,是多视点三维电视(3DTV)系统中的关键技术之一。论文围绕虚拟视点生成技术,研究视差图生成方法、虚拟视点生成方法及自由立体显示中的图像缩放方法。论文研究了虚拟视点生成中的视差估计问题。采用基于图像区域分割的视差估计方案,提出改进的基于投票的视差平面参数估计方法。为处理视差平面估计的失效问题,利用估计得到的平面参数集,对每一个分割区域的视差平面参数进行精致化处理,合并具有相同平面参数且相邻的区域,重新估计合并区域的视差平面参数,最后修正最终视差图。论文研究了基于视差图的虚拟视点生成方法。采用两种方法进行虚拟视点的绘制：正向映射绘制和逆向映射绘制。对于正向映射绘制出现的空洞,采用双向参考的方法填补,提出一种按优先级次序中值滤波的方法填补剩余的小空洞。逆向映射绘制方法首先将参考视差图正向映射绘制得到虚拟视点视差图,并对虚拟视差图中的空洞进行填补,然后利用虚拟视点视差图逆向映射到参考图像的方法绘制虚拟视点图像。逆向映射处理空洞的方法简单,其对空洞的填补比正向映射的方法更为有效。限于立体显示器的分辨率及立体显示的视点数量,需对显示图像进行缩放处理以与显示器分辨率匹配。基于非下采样Contourlet变换域的方向子带系数的稀疏和方向敏感特性,提出利用变换域的方向子带系数的幅值相关性估计图像边缘插值方向的方法,并提出方向自适应的平行四边形插值方法实现边缘自适应的图像插值。基于边缘自适应的图像插值方法,实现了边缘自适应的图像缩放方法。实验结果表明,该方法的插值图像的边缘光滑度较高,缩放图像整体视觉效果良好。