双目立体视觉是计算机视觉中的重要研究领域,其目标是利用同一场景在不同视点下的两幅图像获取空间场景的三维信息,进而恢复三维立体场景。本文以双目立体视觉理论为基础,重点研究了其中的图像匹配、场景重建两部分内容,并进行了一系列实验。立体匹配是双目立体视觉研究中的核心内容。本文在对匹配算法作了深入研究的基础上,针对传统基于像素的立体匹配算法误匹配率较高的问题,提出一种基于图像区域分割和置信传播的匹配算法。首先采用均值偏移算法对参考图像进行区域分割,并通过自适应权值匹配计算初始视差图；然后对各分割区域的初始视差用平面模型拟合,得到视差平面参数；最后采用改进的基于区域的置信传播算法求得各区域的最优视差平面,得到最终视差图。与全局优化的经典置信传播算法和图割算法的对比实验表明,该算法能有效降低图像各区域的误匹配率。三维重建是双目立体视觉研究的最终目标,本文根据立体匹配算法所得稠密视差图,计算出空间点的三维坐标,重建出三维场景结构图。实验结果表明本文的三维场景重建效果比较理想,同时进一步证明了匹配算法的有效性。