受国际贸易壁垒、人民币升值、原材料价格上涨以及劳动力短缺等诸多因素的制约,中国制鞋业面临着严峻的挑战。在此背景下,制鞋工艺的现代化改造是目前许多国内制鞋企业的迫切要求。鞋楦是鞋子设计和制造的基础,有着重要的地位。本论文从逆向工程的思想出发,对基于鞋内腔断层扫描的方法实现鞋楦三维重建的相关技术进行了研究。本论文主要是围绕基于鞋内腔断层扫描的三维重建的三大关键技术(图像采集、二维处理、三维重建)进行初步的研究和分析。(1)阐述了图像采集系统的组成、原理和图像采集流程。(2)研究了内腔断层图像的二维图像处理方法,包括色彩模型的转换、空域滤波、阈值分割等预处理方法;提出了区域标记的噪声处理的方法,该方法使用区域标记法保留图像中面积最大的单连通区域。通过轮廓跟踪获得边界轮廓线,并对用于表示轮廓的数据结构进行了分析。设计了实现内腔断层图像的二维图像处理的应用软件,采用该技术路线可以获得断层图像的轮廓序列,由此获得的图像轮廓可达到亚毫米级精度。(3)建立了基于轮廓线的三维表面重建模型。三维表面重建使用了相邻轮廓线同步前进法进行切片级的三维重构,这个过程可分为轮廓精简、轮廓对应、轮廓拼接,以及曲面拟合四个环节。在轮廓精简中,提出了使用B样条方法对平滑轮廓进行轮廓点定量控制的精简方法,该方法采用均匀B样条曲线定点采样并为曲面拟合提供网格基础。本论文讨论了三维显示的相关理论和设计了软件实现,并实现了基于鞋内腔断层扫描的三维重建。