数字化虚拟中国人(Virtual Chinese Human,VCH)的研究是国家高技术研究发展863计划重点项目.论文主要的研究工作就数字化虚拟中国人项目关键技术中的图像分割和三维重建技术进行了研究.论文首先介绍了科学计算可视化及其在医学中的应用以及可视化虚拟中国人的研究意义与关键技术.其次,分析比较了体绘制和面绘制这两种目前主要的绘制方法,说明了面绘制过程中图像分割的重要性.此外,通过对现有的图像分割的方法进行比较,认识到马尔可夫随机场虽然能较好地描述图像的空间信息,模糊技术在图像分割时也能较好地克服某些像素分类的不确定性,在图像分割上马尔可夫随机场理论和模糊技术显示出其具有良好的分割效果.但经典的模糊分割算法只是利用了图像的灰度信息,其隶属度仅由图像的灰度特征所确定,而没有考虑到图像的空间信息.尽管马尔可夫随机场可以弥补这一缺陷,但基于经典马尔可夫随机场的分割算法还是难以消除灰度的不确定性.因此,论文提出了一种基于模糊马尔可夫随机场的图像分割方法.该方法能同时处理图像分割时的两种不确定性,即模糊性和随机性,且利用了图像的空间信息.将该方法应用于数字化虚拟中国人头部MRI、CT图像的分割,取得了较好的分割效果.最后对MC算法的原理、缺陷以及解决办法进行了分析,并利用该算法对已经作了图像分割处理后的虚拟中国人(男性)头部图像进行了三维重建,也取得了较好的可视化效果.