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随着人口的快速增长,人类掠夺自然资源的步伐不断加快,自然环境遭到严重破坏,野生动物栖息地不断丧失,最终导致了很多野生动物物种的灭绝。因此,建立野生动物数字化博物馆,永久性的保存已经灭绝和濒临灭绝的野生动物的数字信息,对野生动物的研究和保护有着重要意义。而野生动物三维重建及其虚拟可视化技术是野生动物数字博物馆的核心技术,也是吸引游客的主要科技亮点。目前主流的CT图像三维重建技术主要分为表面三维重建技术和体三维重建技术两大类。本论文应用X射线CT技术对野生东北虎头骨进行断层扫描,采用多重分形频谱理论对获得的CT切片进行边缘检测,经过理论计算和实验研究确定适合于野生东北虎头骨CT图像边缘检测的Holder指数α的阈值和多重分形频谱f(α)的阈值。然后利用MATLAB数字图像处理工具箱开发基于多重分形频谱边缘检测的边界轮廓CT图像三维重建及可视化系统。通过理论分析和大量实验研究,确定适合野生东北虎头骨CT扫描的一系列扫描参数。其中CT扫描电压设置为100KV左右,扫描电流设置为100mA,断层扫描的层厚度设置为2mm,CT扫描的窗宽和扫描窗位分别设置为3000Hu和1000Hu。分别采用基于VTK可视化工具包的MC表面重建方法和基于MATLAB图像处理工具箱的多重分形频谱边界轮廓表面重建方法对216张野生东北虎头骨序列CT图像进行了表面三维重建。同时,利用MATLAB图像处理工具箱,通过编程实现了对野生东北虎头骨CT三维重建图像的虚拟剖切、自由旋转和透明显示。实验结果表明Holder指数a可以较好的反映图像的局部特征,而多重分形频谱f(α)能够较好的反映图像的整体特征。与传统边缘检测方法相比,多重分形频谱边缘检测方法能够更好的反映出骨骼密度的变换,减少虚假边缘的产生。与经典的MC表面三维重建方法相比较,基于多重分形边界轮廓的表面三维重建方法能够获得更完整的野生东北虎头骨三维重建图像,且重建速度快。所用方法程序简单、运算迅速、重建效果理想,Uigetfile序列图像调用函数的使用,更使得这套程序可以直接应用于其它野生动物序列图像的三维重建、虚拟剖切、自由旋转和透明显示。为野生动物数字化博物馆的建立提供了有力的技术支撑。