自由立体显示技术通过为每一个用户的左右眼提供特定的立体图像对给观众以三维画面的真实视觉享受和身临其境的感觉,必将成为显示技术的下一方向。自然三维电视系统致力于自然内容的拍摄、传输设备的向后兼容以及用户无负担的观看,有着非常深远的研究意义。在众多立体数据表达方式中,视频加深度格式由于其所占带宽低和终端灵活性成为当前的研究热点和主要方向。本文在实验室现有三维电视系统平台上,基于视频加深度信息格式,重点研究适用于自然三维电视的重构显示算法。取得的创新性成果包括：(1)提出一种基于视差平移的虚拟视点绘制方法。采用扩张前景物体轮廓的方法以抑制目标视点中的物体分裂；根据显示器提供的最大视差确定当前视点各个像素相对目标视点的平移量；利用简化的DDW算法解决可见性和重采样的问题。相比传统基于深度图的虚拟视点绘制技术,提出的方法不需摄像机参数,应用范围更为广阔,并可针对个体差异和偏好控制视点间视差值。(2)提出一种深度辅助的时空一致空洞修复算法。该算法以块匹配搜索为基础,始终坚持优先修复靠近背景图像的空洞区域、优先选取背景纹理块进行填补的原则。时间方向上采用在各参考图像帧的确定位置进行纹理匹配的方法以提取部分遮挡信息,空间方向上采用优化的深度辅助样本匹配算法通过纹理一致性和深度一致性确定最佳匹配块。提出的算法由于充分挖掘时空域上可利用的信息,得到的图像几乎觉察不到修复的痕迹,具有保持图像内容的纹理一致性和场景真实性方面的优越性。(3)针对透镜式平板自由立体显示器,提出一种视点加权立体显示算法。具体来说,该算法包括3个步骤：1)RGB分量视点映射图计算；2)各视点视频图像采样；3)立体视频图像RGB分量填充。采用本文提出的算法得到的立体视频具有细节细腻、播放顺畅、立体效果优越的优点。