随着计算机及其相关技术的发展,如何将数字化与文物研究更好地结合是很多研究者关注的热点问题。工业CT技术能够在不损伤文物的前提下得到文物的内部信息,通过这些信息可以实现文物的三维建模。基于CT断层图像进行三维建模的常用方法是面绘制算法和体绘制算法。本文主要基于面绘制的切片级重建算法展开研究,从轮廓对应、轮廓分支和轮廓拼接三个方面展开讨论。针对轮廓对应和分支存在多义性与不确定性问题以及轮廓拼接存在准确度低且速度慢等问题分别提出了有效的改进算法。本文的主要研究工作如下:（1）针对在轮廓对应时传统方法对阈值敏感及轮廓线对应结果不确定的问题,提出了一种基于椭圆拟合和轮廓树的轮廓对应算法。首先通过最小二乘法进行椭圆拟合,借助椭圆的特性和参数对杂质点及无效轮廓进行去除;接着通过构建轮廓树来判断同层轮廓的内外属性和嵌套关系,以此得到每个轮廓的拓扑索引;最后利用得到的拓扑索引进行比对以此来确定层间轮廓的分组对应关系,从而实现层间轮廓的匹配。实验结果表明,该算法不仅可以减小轮廓匹配的搜索范围,而且可以在结果准确的条件下,将速度至少提升2.6倍。（2）针对最短对角线法速度慢且无法准确选取到轮廓角点而导致重建模型准确性不高的问题,提出了基于曲率和并行计算的最短对角线法轮廓拼接算法。通过曲率对三角面片的顶点进行重采样,并基于Open MP对整个拼接过程进行并行加速。实验结果表明,相比于传统的最短对角线法,该算法在提高建模精度的同时能够达到约3倍的加速效果。此外可将所生成模型输出保存为STL文件格式。（3）设计并实现了基于工业CT断层图像的文物三维重建系统。针对文物研究需要与数字化相结合的需求,完成了文物三维重建系统的设计与实现并集成了本文提出的改进算法。本系统采用QT框架进行系统架构,包含了多种图像预处理和轮廓提取算法、多种三维重建算法、三维模型的显示及导出等功能。该系统为后续文物进行数字化三维建模的研究提供了一个方便易用的实验平台。