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针对Realsense深度相机提取的深度图像中背景噪声和随机噪声对图像分割及目标识别的影响,本文提出一种深度图像分层结合小波阈值去噪的算法。根据深度图像预估图像的噪声强度,确定层级间隔,将图像进行分层,选择需要去噪的图层进行小波阈值去噪,将完成的分层图像拼合成完整的深度图像,最后选择多幅深度图像进行对比实验。实验结果表明,该算法可有效去除深度图像中某一层级的背景噪声及特定噪声,保留了深度图像的边缘信息,具有良好的去噪效果。该研究在获取深度图像后的图像分割、目标识别、图像修复等方向具有一定的应用价值。