近年来涉枪类案件频发,对人民的生命安全造成了很大的威胁,给公安机关在处理涉枪类案件时带来了很多的挑战,枪弹痕迹的对比识别就是其中之一,它是刑事侦查技术中重要的一环。枪弹痕迹对比识别,首先要做的就是弹痕图像数据的可视化,然后基于显示的图像完成未知弹头弹痕的对比,识别出相似度高的弹痕,从数据库中查找到与其对应的枪支信息,寻找到枪支来源,得到侦破案件的重要线索。在这一过程中,弹痕图像数据的三维可视化是一切的基础,它包括了三维弹痕图像的预处理、特征提取、三维重建和三维渲染等方面关键技术的研究。弹痕图像数据的三维可视化能够显示弹痕的深度特征信息,排除光照角度造成的干扰,实现无限自由角度的观测、对比,使弹痕信息显示的更加完整。近年来研究人员对弹痕的自动识别更加重视,已经研究出相应的弹痕自动识别技术和算法。然而在枪弹痕图像三维可视化时,弹痕图像显示比较模糊,特征不易分辨,三维成像的质量比较差,还达不到实际应用的需要。弹痕可视化的效果会直接影响到后期识别的正确率,所以弹痕图像的可视化技术对弹痕的识别起着关键性的作用。国内的弹痕比对识别大多还是基于二维灰度图像上进行的,存在很大的局限:在比对时无法在不同方向上移动;无法比对弹痕的相对深度、宽度和角度等重要的参数信息;在弹痕棱线峰谷之间由于光照的原因造成图像信息显示不全等等。相比二维图像,三维模型可以提供无限的可视化自由,能够在任何方向上移动和空间旋转,同时保持一致的外观和自然的观看体验。在三维弹痕特征图像对比时三维模型能够满足从不同角度进行观测的需求,实现弹痕深度特征信息的对比。生活中人眼所看到的世界都是三维的,图像显示技术也是会向着高维探索。基于人眼观看习惯,未来的微观三维表面形貌采集与可视化作为一项新的科学方法也必将会更多的应用于比对识别等方面的研究。因此枪弹痕的三维可视化算法研究具有良好的前景和重要的意义。本文针对三维弹痕数据的可视化技术和算法进行研究,旨在实现枪弹痕迹特征信息的三维可视化,提高识别正确率,为后续对比识别研究奠定基础,进而为侦破涉枪类案件提供线索以便更有效的打击犯罪。本文对枪弹痕迹特征进行了介绍,并对三维枪弹痕数据采集的原理和过程进行了描述。通过分析三维弹痕数据,对数据进行了转化使其更便于计算机处理,实现了三维弹痕形貌图像的初步显示。基于初步显示的三维弹痕形貌图像进行了去除离群点和噪声的研究,改进了滤波方法,并与传统的滤波方法进行了比较,实现了三维枪弹痕噪声去除、轮廓的提取和展平。在三维弹痕特征提取阶段,应用本文提出的基于斜率变化寻找弹痕特征的算法并根据该算法实现了三维弹痕相对深度、宽度和角度参数特征信息的对比。在现有样本条件下,将正确识别率由85.6%提高到了90.2%。由于减少了人工选择子弹切面位置的过程,单组弹痕数据的对比用时由120s缩减到32.7s。完成弹痕特征提取后,对弹痕图像进行了三维重建,对Delaunay三角化算法进行了研究,实现了三维弹痕图像的Delaunay三角网格化重建,加入了光照、光泽度渲染。在最后阶段通过三维弹痕图像的配准和拼接,实现了完整弹痕特征图像的三维可视化。