目前，医学设备对活体的扫描只能得到连续的二维灰度图像，这些图片经三维重构后，仍然在视觉效果上与真实环境条件下手术过程呈现的器官实体有较大差距。为了实现医学图像仿真彩色三维重构的效果，本文运用多种颜色迁移算法对医学图像进行彩色转换处理。本文主要的研究内容包括了伪彩色的灰度域—彩色变换法医学图像仿真彩色，利用粒子群优化算法改进匹配函数参量的颜色迁移算法等。本文实现的基于颜色迁移的MRI医学图像彩色化算法和技术包括源图像配准，目标图像预处理，颜色迁移以及仿真彩色医学图像在三维重构中的应用四个部分。首先通过强度分层法对MRI切片集进行灰度聚类分级，运用伪彩色中精度较高的灰度域—彩色变换法进行变换，通过与真彩色人体切片图像的灰度直方图区域对照得到色彩传递函数，对三维数据场直接赋值实现了真彩转换。其次，在分析了几种典型颜色模型的基础上，在基本颜色迁移算法—Reinhard算法和Welsh算法的基础上，结合MRI医学图像与真彩色人体切片的成像原理进行分析。依据对基本颜色迁移算法和医学图像分析的结果，设计了源图像分辨率降级、中值滤波、以及利用邻域中心颜色矩去黑色背景的源图像颜色迁移预处理和以MRI医学图像为目标图像的灰度漂移和对角差分滤波的目标图像预处理。在改进的颜色迁移算法中，提出了一种基于引力场的粒子群算法，利用该算法对颜色迁移中匹配函数的权值参量进行优化，实现了医学图像颜色迁移的一张源图像对多张MRI医学图像的迁移，成像效果基本符合真实条件解剖环境下的器官组织呈现。再次，利用彩色三维切片进行对比分析，彩色图片的三维重构比灰度图片具有更好的组织结构层次性。最后，对医学图像彩色化图像的三维重构软件包的设计框架及实现过程进行介绍。实验表明，本文提出的颜色迁移算法中利用基于引力场的粒子群算法调整源图像与目标图像的像素亮度匹配函数权值参量的比率优化的应用，能够使彩色化三维重构的实现比一般的颜色迁移更佳的三维仿真效果。