计算机视觉是一门研究如何利用计算机实现人类视觉功能的科学，更确切地说，就是指利用照相机和计算机代替人眼，完成对客观三维场景的感知、识别和理解。双目立体视觉是计算机视觉研究中的一个重要分支，能直接模仿人类双眼处理客观场景，具有成本低、效率高、灵活性强等特点，因此被广泛应用于工业、农业、航天、医疗等各个领域。本文以基于双目立体视觉的三维重建为应用背景，以自行构建的双目立体视觉平台为硬件基础，针对双目立体视觉中的相机标定、图像预处理、立体匹配及三维重建等各项关键技术进行深入探讨和研究。主要研究工作内容为：1．在相机标定部分，采用张正友平面标定方法，结合标定工具箱完成左右两相机内外参数的标定以及立体标定。2．在图像预处理部分，采用自适应中值滤波方法去除成像过程中引入的噪声失真，并利用有限对比自适应直方图均衡化方法增强图像的对比度，平衡左右图像之间的亮度差异，为后续立体匹配打基础。3．在立体匹配部分，提出一种改进的基于特征与区域相结合的分步立体匹配算法。该方法首先利用Harris算子来提取特征角点，通过角点匹配预估视差搜索空间，并利用已计算出的视差搜索空间进行区域匹配，在区域匹配中引入误差阈值机制来滤除不可信视差估计点，最终得到整体稠密的视差图。4．在三维重建部分，根据视差测距法的基本原理，采用三角测量的方法对已获视差图进行计算，得到深度信息图和三维显示图，完成对于标准Tsukuba图像对及系统采集真实场景图像对的三维重建。