自由视点视频允许观看者从任意视点来观看视频,为观看者提供了与场景的直接互动,因此成为3D场景内容表示的新技术。随着3D显示和交互多媒体系统的发展,自由视点视频在3D电视、自由视点电视、远程视频会议、3D视频监控等新的3D视频应用中被广泛的使用。为实现自由视点视频的应用,需要采集大量的视频数据,这就增加了存储和传输的负担。为了满足存储和传输的要求,必须要对视频数据进行高效的压缩。本文对3D视频系统的虚拟视点绘制及其失真进行了深入的研究,主要的工作内容包含以下几个内容。针对虚拟视点绘制过程中由于参考视点间的亮度差异导致的绘制得到的虚拟视图中存在伪影问题,提出了一种利用直方图匹配的彩色图像补偿方法来消除参考视点间的亮度差异的方法;针对深度图中存在孤立深度点的问题,提出了一种基于恰可察觉深度差异的深度孤立点消除方法;针对映射过程中像素位置的取整运算导致的虚拟视图中产生的小裂缝,提出了一种基于子像素映射的方法;为正确的填补虚拟视图中的空洞区域,提出了一种有效的基于背景的空洞填补方法。实验结果表明,本文所提出的方法能够明显的提高绘制虚拟视图的质量。深度图的准确性在基于深度的虚拟视点绘制的过程中非常重要。深度图失真会导致映射后的像素位置发生变化,从而使绘制虚拟视图产生几何失真进而影响绘制的虚拟视图的质量。本文分析了由于深度失真造成的虚拟视图的几何失真,推导了在不影响虚拟视图质量的情况下所能允许的最大深度失真模型,实验证明,深度失真在推导出的可允许的范围内变化时,不会影响虚拟视图绘制的质量。针对编码后因深度图边界区域失真而导致的虚拟视图质量下降的问题,本文利用JNDD的边界提取方法,将深度图划分为尖锐的边界区域和平滑的非边界区域,然后再对划分后的区域分配不同的量化参数值进行深度编码。实验结果表明:所提出的方法能够很好地保留深度图的边缘信息,并可有效地减轻了虚拟视图绘制的失真。