2D转3D是3D图像/视频内容制作的重要研究方向之一。随着高清显示终端和智能手机等的普及,3D显示的应用越来越广泛。但由于3D片源制作复杂、耗时长等原因,导致3D片源严重不足。2D转3D技术可以相对快速的把普通的2D图像/视频内容转化为3D内容,省去了人工拍摄耗时耗力的过程,因而可以缓解3D片源不足的问题,同时使得一些经典的影视作品以3D的形式重新再现于影院、艺术馆等场所。本文对2D转3D的一些关键技术进行深入分析和研究,主要包括深度感知增强、空洞填补以及深度估计。在深度感知增强方面,提出了一种面向虚拟多视点绘制的深度感知增强方法。首次尝试了将深度感知增强应用于虚拟多视点绘制,基于深度感随着绘制中间虚拟视点数量的增加而下降的问题,建立了面向虚拟多视点绘制的深度感知增强模型;通过研究复杂场景的特性,分析感知增强算法的限制,提出在不能保证所有深度层间的深度差异都能被人眼感知的情况下,基于显著性模型优先保证与显著性对象相邻物体之间的深度差异,以增强3D显示的立体感;考虑到显著性信息和绘制虚拟视点数量,建立了相应的深度感知增强能量函数;针对视频序列,考虑到时域一致性,在能量函数中引入时域一致保持项。实验结果表明,所提出的方法可以有效的增强3D内容的立体感。在空洞填补方面,提出了一种基于分而治之策略的单视点绘制空洞填补方法。该方法首先对位于虚拟视点前景和背景之间的Disocclusion产生位置进行预测;然后基于提出的分而治之策略,在不改变前景深度值的情况下,对产生Disocclusion的深度区域进行线性差值调整,以降低深度像素值变化的锐利程度,使得Disocclusion转化成一些易于修补的小洞;最后对虚拟视点进行图像修补。实验结果表明,所提出的方法能有效的改善虚拟视点绘制的质量。在深度估计方面,研究了基于对象追踪视差传播的深度估计方法。重点对基于非局部随机游走的深度估计方法以及移动双边滤波器视差传播方法进行分析和实验验证,实现了基于对象追踪视差传播的半自动深度估计方法。实验结果表明,所实现的方法能够获得较理想的深度图。