针对三维OTSU分割算法运算量大、计算时间长的问题，提出了一种基于自适应粒子群优化的三维OTSU图像分割算法。首先采用最佳熵的方法初步提取图像的目标区域，根据该目标区域特征自适应地调整三维OTSU算法的背景搜索范围，然后采用三维OTSU算法并结合粒子群优化最佳分割阈值对原图像进行分割。实验结果表明，与三维OTSU阈值分割方法的递推算法相比，该方法能够进一步减少运算时间。