区别于传统的二维电视和现有的虚拟三维应用,自然三维电视致力于为用户提供真实自然场景的三维重现。它通过给左、右眼提供具有特定要求的立体图像对,使用户感受到身临其境的全新视觉体验。毋庸置疑,三维电视必将成为未来电视技术发展的一个主导方向,给整个产业链带来一场崭新的变革。本文将在实验室现有三维电视采集显示平台上,重点研究适用于自然三维电视的视频预处理关键算法。主要包括:阵列摄像机标定和摄像机几何视图矫正。与传统的二维视频采集技术不同,三维电视的节目录制需要多个摄像机同时拍摄自然场景,进而在后期处理时从各相机的二维图像中重建场景的三维信息。因此,如何简单、精确的计算各摄像机内外参数,成为进一步挖掘各视点间图像相关性必不可少的前提条件。本文在大量研究多视图立体几何的基础上,提出通过对摄像机标定过程重新建模,构建单应性测量矩阵,实现对摄像机参数的全局最优标定。在标定过程中,本文大量引入三维重建中的诸多经典数据处理算法,由于这些算法能够有效的应对测量矩阵的数据丢失问题,因而每次放置的标定板并不要求被每个摄像机都同时拍摄到。从而在极大提高标定结果鲁棒性的同时,也增加了该标定算法的适用范围。此外,为了进一步降低后期图像处理的算法复杂度,对图像做适当的矫正也是必须的。本文提出首先通过设置主视点图像为参考,再分别矫正各辅助视点图像以形成多组立体图像对。然后,依次处理各图像对,计算场景深度信息并提取遮挡区域。最后,再将各组图像通过矫正关系互相结合,实现最终的三维场景估计。