随着广播电视相关技术的不断发展,传统的二维显示技术已经不能够满足人们对立体感和沉浸感的需求了。真三维立体显示技术能够使观看者摆脱附加设备的束缚和区域的限制,实现全方位多角度的自由立体视觉,使人产生身临其境的感觉,带给观看者前所未有的沉浸式体验。真三维立体显示技术是三维显示的终极目标,被认为是最有生命力且终将成为显示技术共性平台的下一代显示技术,蕴含着巨大的产业发展机会,已引起广泛的关注。真三维立体显示技术的关键是虚拟视点的绘制,而在目前的虚拟视点绘制技术中存在着可见性问题、重采样问题、空洞问题、虚假边缘问题以及效率不高等问题。为了解决这些问题,本文在传统的虚拟视点绘制技术的基础上,实现了一种基于分层处理虚拟视点合成方法,该方法首先对深度图进行预处理操作来解决深度图不精确的问题,然后通过分层处理技术将图像分成非边缘区域、前景边缘区域和背景边缘区域,接着对这些区域分别进行三维图像变换与融合,最后对图像中的细小裂缝采用反映射的方式进行填充处理,以此来提高填充图像的质量,而对图像中的空洞区域采用基于图像深度信息的填充方法进行处理,并生成最后的虚拟视点图像。为了提高虚拟视点图像绘制的速度,本文采用GPU对其中的部分模块进行加速处理。通过采用微软研究院交互视觉多媒体组提供的Breakdancers测试序列进行仿真实验,结果表明本文所提出的基于分层处理虚拟视点合成方法能有效的解决基于深度图像绘制(Depth Image Based Rendering, DIBR)的虚拟视点合成中可见性问题、重采样问题、空洞问题以及虚假边缘问题,并且在速度上有较大的提升,能够用于真三维立体显示电视中合成虚拟视点图像。