三维图像显示和可视化是最近这些年来的热门课题,集成成像是极具发展的三维成像技术,它能够提供具有全视差、连续视点的图像,不需要相干光照明和特殊的助视设备。然而,由于传统微透镜的物理结构限制,集成成像也存在分辨率低、视角狭窄和景深有限等缺点,并且在拍摄场景存在遮挡影响时,也会使得三维重建图像的质量严重降低。本文针对集成成像中景深增强及遮挡移除问题展开了如下的研究工作:针对集成成像的景深限制问题,本文提出了一种基于多聚焦图像的景深增强系统,此系统结合了目标提取技术与图像融合技术。在该系统中,基于轮廓的目标提取技术被用来提取具有不同视差信息的元素图像中的目标物体,该技术克服了未图像配准的限制,在效率上避免了因整幅图像进行匹配所带来的冗余的计算量,仅仅作用于轮廓的方式大大减少了工作量。此外,由于多聚焦的元素图像中目标物存在尺寸变化问题,本文利用基于最小边界矩形的尺寸修正方法来调整所有提取的目标物为同一尺寸。然后对目标物图像进行基于图像块的图像融合,获得一组全聚焦的元素图像,最后进行三维重建。此方法的创新之处在于通过在不同视点的多聚焦元素图像上实现图像融合,达到了集成成像系统中景深增强的目的。对于集成成像的遮挡问题,本文提出了一种新的基于极平面图像的遮挡移除技术。在提取遮挡的过程中,本文采用基于轮廓的目标提取技术来提取元素图像的遮挡,由于不同视差的影响,元素图像中的三维物体会发生微小的位姿变化,而此方法很好的改善了此问题,并且大大降低了计算量。在将遮挡物体提取之后,元素图像留下了因遮挡影响的受损区域。该方法提取了具有丰富的线条纹理信息的极平面图像,利用极平面图像来分析遮挡区域的纹理结构。然后,利用基于旋转平行四边形算子的极平面图像恢复方法,通过寻找受损像素的线来保证图像的纹理,从而完成了对遮挡提取后的受损图像的修复工作。最后得到了一组遮挡移除之后的高质量元素图像,在集成成像系统中进行重建,提高了三维重建图像的图像质量。