In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Verfahren zur Verbesserung von TOF-Tiefenkarten präsentiert. Es wird ein Bildmodell hergeleitet, das einen nichtstationären Rauschterm beinhaltet. Die lokale mittlere Rauschleistung dieses Rauschterms lässt sich dabei aus Informationen schätzen, die aufgrund der speziellen Funktionsweise von TOF-Bildsensoren neben der Tiefenkarte zur Verfügung stehenUnter anderem wird ein Algorithmus präsentiert, der aus vielen niedrig aufgelösten Tiefenkarten eine hoch aufgelöste Karte erzeugen kann. Dabei wird in sehr verrauschten Bereichen der Tiefenkarte die Rekonstruktionsleistung der Auflösungsverbesserung zugunsten einer besseren Rauschunterdrückung reduziert. Das gleiche Rauschmodell wird außerdem für die reine Rauschreduktion in Tiefenkarten verwendet. Hier wird das bekannte Wavelet-Schwellwertverfahren so modifiziert, dass es ortslokal arbeitet. Eine Herausforderung dabei ist, die Information über die örtliche Verteilung der mittleren Rauschleistung auf die Wavelet-Koeffizienten zu übertragen. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgestellten modifizierten Algorithmen besser dazu geeignet sind, Tiefenkarten zu entrauschen, als es mit bekannten Verfahren möglich ist.Der letzte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit komprimierter Abtastung. Es wird ein praktisch konstruiertes Abtastsystem samt mathematischem Modell vorgestellt.