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为了解决实际应用中由于三维医学图像固有噪声以及弱边缘存在,导致难以实现快速准确分割的问题,本文提出了基于Surfacelet变换和水平集方法的三维图像分割。提出一个自适应阈值公式,采用Surfacelet变换对三维图像进行进行自适应滤波,将滤波后的系数进行Surfacelet反变换,在重建图像上使用混合模型的水平集方法进行分割。头颈部椎骨分割结果表明,本文方法在分割效果和分割速度上都优于传统水平集方法。