本文从研究景物在空间上的不连续性和生物视觉中存在的表面完全化现象之间的关系入手，尝试利用深度知觉和表面完全化之间的相互作用机制来融合客观上不完善的灰度和双眼视差信息以得到正确反映景物深度分布的解答，建立一个能够同步解决深度计算和表面完全化问题的较为完整的立体视觉框架，并在理论层次以及表示与算法层次上给出该框架的完整描述。 深度感知问题是立体视觉的基础，为了获得初始的深度信息，本文提出了一种用于求解深度感知问题的多阶段群化算法。该方法把沿图像扫描行上的灰度分段作为进行匹配的基元，在所建立的相关约束条件的基础上将立体图像的匹配问题形式化地表述为一个立体图对之间相应图像扫描行上灰度分段的匹配和群化过程。这种算法有两个优点。 为了建立被观测景物的三维描述，本文使用一种多层表示模型对得到的初始深度估计进行分割。该模型根据一定的规则按深度由近至远(视差由大及小)的次序逐层进行深度表面的感知，从而将三维场景描述为处于不同深度层上的若干局域光滑的深度表面。 本文以格式塔心理学的理论和相应的视觉组织原则为依据，借鉴静电场的概念和形式，建立了不完全轮廓的静电修复场模型。