随着科技的进步和大众对生活品质的不断追求，记录真实三维世界的立体电影备受瞩目。三维电影给观众带来了前所未有的视觉冲击和丰盛的视觉享受，但同时也引发了新的问题——视觉疲劳。3D字幕对立体图像内容的干扰是一个主要原因。本文的研究目标是实现一个简单、便捷、观看舒适的3D字幕叠加系统。作者在认真分析和总结了国内外的3D字幕技术的研究成果基础上，以双目立体视觉技术为理论依据，全面分析人眼的立体视觉特性，重点剖析双目视觉和焦点调节与会聚两个影响因素，实现了一个基于双目视觉的3D字幕叠加的系统。该系统主要依据立体图像对的双目视差信息，采用OpenGL中文汉字将具有视差的字幕叠加在立体图像对上。根据人类的心理立体视觉因素将字幕区域选定在图像底部，同时字幕的属性也随图像内容自适应调整。针对3D字幕视差的计算，本文采用改进的基于线增长的立体匹配算法获取稠密视差图。改进措施有采用Harris法选取种子点，松弛迭代方法剔除误匹配，以保证种子点选取的高精度；用中值滤波消除匹配后的噪声，使视差平滑过渡，获得了较为理想的视差效果图。最终本文实现了基于立体图像内容的视差叠加3D字幕的系统，将叠加了3D字幕的立体图像对立体显示。实验结果表明，该3D字幕叠加系统可作为质量评价的测试平台，根据立体图像视差简单便捷的调整3D字幕的视差、属性等信息，以便达到同步舒适地观看立体图像和3D字幕的目的。