成像技术的重要发展趋势之一就是真实地再现3D场景,而全息显示的特征就是可以在空间中再现真实的3D物体。在该技术目前的研究情况、发展现状以及存在的问题分析的基础上,本论文进行了相关的研究工作,主要工作内容和创新点如下：第一,通过分析计算全息图的制作和再现流程,详细地阐述了计算全息的理论基础。重点介绍了菲涅尔计算全息和傅里叶变换计算全息技术,并且推导出了快速简便的编程算法。具体介绍了两种最典型的编码技术,即罗曼Ⅲ型编码和博奇编码,分析了这两种编码方式的优缺点以及适用场合,并且使用计算机进行仿真验证。第二,对典型的三维物体全息图的计算方法进行了研究,并分析了各种方法的适用范围,针对多视角投影法和层析法进行了仿真验证。在现实世界中,物体都是彩色的,可以通过分解成3个通道分别进行处理,最后再融合到一起。因此,本文采用“等距方法”对彩色物体的全息图计算和数值再现进行研究,并通过仿真验证了其理论的可行性。第三,在数字全息的记录和再现的过程中,不可避免地受到各种因素的影响。其中最主要的是散斑噪声,这会降低再现图像的分辨率。本文提出了一种结合边缘提取算法和小波变换的去噪方法,实验结果表明可以在保留图像细节信息的前提下,有效地滤除散斑噪声。第四,采用理论分析与实验验证相结合的方法,通过分析合成孔径数字全息的记录和再现的基本原理,验证了此技术能够有效的提高再现像的质量。采用基于灰度图像相关性的图像匹配技术,确保了各个子全息图准确拼接。最后,对上述工作进行了总结,取得了一些成果但是也存在了不足之处,同时对未来工作进行了下一步的规划。