最近VR技术爆发,3D成像以及显示技术逐渐受到关注,其他显示技术因为眼睛的焦点与屏幕的距离一直保持不变,会产生景深,会出现头晕目眩,恶心等各种状态,需要一种新的显示方法,产生真实的景深信息,防止视觉失去平衡,减少以上的不适症状--光场成像。光场成像的原理有两种,本文主要介绍微透镜阵列。微透镜阵列不需要带额外的眼镜,而且又有连续的视点,完整的视差。目前,我国的微透镜阵列的光场成像研究还是起步阶段,没有实际应用的产品,本文针对光场相机成像和3D信息深度提取两个方面做出研究,工作内容和创新点如下:一,对基于微透镜阵列的光场成像理论进行研究,研究了第一代光场相机和第二代光场相机的原理以及成像过程,并用MATLAB对聚焦型光场相机进行模拟仿真,根据光场理论对常见的成像系统的聚焦原理进行深度研究,最后,根据两代相机的特点,对它们成像的重聚焦进行了分析,详细介绍第一代第二代光场相机,以及它们的区别。二,根据整体成像原理,对第二代光场相机(聚焦全光相机)的全分辨渲染处理,以及对光场信息的后期处理进行相关研究,分别针对基于视数字对焦和数字变焦进行分析。本章最后对第二代光场相机分辨率不高的问题作出的改进。三,本文的创新点,提出了基于计算集成成像目标提取方法,一种三维对象深度提取方法,解决目前3D图像深度信息提取过程中算法过于复杂的问题。该三维对象深度提取方法,通过计算二维平面图像中每个元素图像中相邻像素的相似度,进而得到所述像素的深度。该提取方法是一种快速准确的三维物体深度提取方法,考虑了集成成像(Integrated Imaging)和合成孔径积分成像,通过假设3D对象是由许多方面构成的表面,基于Patch-Match算法开发了深度提取的数学框架。实现了在目标物体中的3D信息提取。