自从09年《阿凡达》的热映,人们对于3D电影的追求近乎狂热,《变形金刚》之类的大场面电影自不必说,人们甚至追求动画片的3D效果。目前3D电影是可以直接拍摄的,但是制作周期长、成本高,根本无法满足消费者对于观看3D电影的需求。2D转3D技术利用计算机图形学和图像处理领域的相关知识,可以对现有的2D电影进行处理,制作出符合视觉生理的3D视频,从而很大程度上弥补3D电影的空缺。本文以实现高精度的2D转3D效果为目标,深入研究了 2D转3D过程中的整个流程,并针对其中关键步骤,主要是深度图生成和虚拟视点生成两个部分,提出改进算法。深度图生成部分提出了一种基于B样条的分割技术用于生成精确的深度图。利用B样条的自由、方便调节特性绘制目标轮廓,然后基于此轮廓自动生成前景、背景种子点,使用Graph Cut算法进行分割,此时得到的分割线通常会有局部区域不准确,并且锯齿现象严重,本文利用分割结果校正B样条的拟合,从而得到平滑、准确的B样条分割线,然后进行局部的细节调整。虚拟视点生成部分提出了一种基于图像分割的空洞填充算法。算法采用视频帧间相关性原理进行像素的填充。视频图像中的目标物体边缘经常会出现模糊现象,这对空洞填充造成了很大的影响。论文首先采用图像分割的方式排除掉模糊像素的影响,然后对相邻的若干视频帧进行块匹配,匹配的过程同时考虑颜色、纹理、结构等多种因素以提高匹配度,找到最匹配像素块进行像素值的复制填充。填充之后可能出现若干小空洞无法填充的现象,可以采用双边滤波等方式进行填充;针对分割造成的图像模糊丢失问题可以通过高斯模糊予以解决,对于图像分割残留像素可以采用改进的高斯模糊算法进行排除。实验结果表明,结合本论文提出的两部分算法能够得到高精度的虚拟视点图像,对于边缘模糊的场景也能得到很好的效果。