三维重建是计算机视觉领域的重要研究方向,其在畜牧养殖业、医学治疗以及数字考古拥有重要的研究意义。其中奶山羊是我国重要的乳用品种山羊,随着奶山羊养殖规模的不断扩大,对奶山羊的个体监控以及羊场的高效管理成为了新的问题。通过对奶山羊进行三维重建,可以将奶山羊的体尺测量方式由人工接触式改为非接触式,实时获取奶山羊体尺信息,有助于实现奶山羊养殖的高效管理。因此本文以西北农林科技大学畜牧教学试验基地采集到的单幅奶山羊图像为研究对象,基于奶山羊三维形变模型,通过建立目标优化函数,分别使用梯度下降和黄金分割优化算法对奶山羊进行三维重建,并且对重建的结果进行了评估。本文的主要研究内容有:（1）奶山羊三维形变模型研究。针对奶山羊三维重建过程中出现网格撕裂以及拓扑结构发生变化的问题,本研究实现了一种参数化表示奶山羊形状与姿势的三维模型,通过对奶山羊三维模型进行线性混合蒙皮绑定,分别使用主成分分析和骨骼运动实现奶山羊三维模型形状和姿势的参数化表示。本文中提出的奶山羊三维形变模型可以有效解决奶山羊形变中发生的网格撕裂等问题,并且参数较少,方便后续目标优化算法的回归。（2）基于梯度下降的奶山羊三维重建算法研究。针对奶山羊三维重建中出现的不适定问题,本文基于奶山羊图像的特征点和轮廓分割图,建立重投影目标优化函数,通过奶山羊三维形变模型和图像对齐后,分别使用SGD、BGD和MBGD梯度下降算法将奶山羊三维形变模型和图像中的奶山羊进行拟合,实现奶山羊的三维重建,解决了奶山羊三维重建中的不适定问题。实验结果表明使用MBGD进行重建的奶山羊三维模型PCK@0.1精度达到73.42%,具有较高的重建精度。（3）基于黄金分割搜索的奶山羊三维重建算法研究。针对基于梯度下降优化算法在奶山羊三维重建中速度较慢的问题,提出基于黄金分割搜索改进的目标优化算法。将需要不断求导进行迭代的梯度下降算法替换为黄金分割搜索算法,根据奶山羊骨骼层次结构不断优化参数,以便将控制奶山羊三维模型区域不断减少,提升了重建的速度。实验表明,基于黄金分割搜索的奶山羊三维重建算法可以保证PCK@0.1精度的同时减少重建时间。最后基于黄金分割搜索的奶山羊三维重建方法,实现了奶山羊三维重建平台。综上,本文中通过对奶山羊三维形变模型进行研究,建立目标优化函数,基于梯度下降和黄金搜索算法将奶山羊三维模型和图片拟合,实现了奶山羊的三维重建,并且对重建的结果进行了评估,对于提升奶山羊畜牧业效益具有积极作用。