随着显示技术的快速发展,为了获得更舒适的观看体验,裸眼式自由立体显示技术方案被提出。其中光栅式自由立体显示因其独特的优势被各大公司和学者研究,但传统的光栅式自由立体显示技术只在空间中形成有限的最佳视点,当用户头部移动到最佳视点之外时,双眼会看到串扰的立体图像,影响了立体视觉体验。针对这种问题,在跟踪式裸眼3D显示系统中通过实时定位人眼的空间坐标,由人眼坐标对图像像素进行重新排布改变最佳视点的区域,可有效地减小人眼移动过程中的图像串扰。因而本文以人眼的检测识别为主要研究目的,在2D图像领域研究实现了人眼的检测跟踪,而随着光学、计算机学的发展,基于结构光投影的三维轮廓术逐渐成为研究热点,本文创新地研究了三维图像信息在人眼检测领域的应用,并同样将人眼检测应用到了裸眼3D显示下。主要内容为:1.本文基于人眼的双目视差原理,分析了立体显示器实现立体显示的必要条件,并依据狭缝式光栅立体显示原理制备了原型机;2.针对2D图像处理领域的人眼检测进行分析研究,通过分析Haar特征值和积分图计算原理,以及对Kalman滤波器原理的研究实现了一种AdaBoost级联分类器和Kalman滤波相结合的人眼跟踪识别算法,并通过实验验证了该改进算法的性能;3.对三维轮廓术领域内基于位相原理的四步相移法进行了Matlab软件仿真,并对相位解包裹算法进行了介绍和实现。提出了一种基于二值光栅投影的人眼中心位置检测方法,提出并实现了光栅条纹边界的编解码算法,利用像素的偏移量来获取该位置点的高度轮廓分布,并利用计算机进行模拟仿真和实际实验进行方案可行性验证。同时研究了涉及到的图像二值化和噪声滤除技术;4.在人眼检测跟踪研究的基础上,整合了跟踪式狭缝光栅裸眼3D显示系统的人眼跟踪模块和子像素移动的硬件模块,实现了当人头部移动产生串扰时,相应地通过移动子像素来减小串扰。