Trên cơ sở đã hoàn tất 4 mục tiêu trên, việc tiến tới xây dựng một hình ảnh 3 chiều hợp nhất tương đối đã được thuận lợi hơn. Dựa vào nguyên lý đã đề cập ở mục trên, ta tiến hành xây dựng công cụ hợp nhất 3 chiều.
Quay lại với trình duyệt ảnh ban đầu, ta nhận thấy ở đây cần bổ sung vào vài khung hiển thị chuyên biệt hơn dùng để biểu diễn các hình ảnh hợp nhất. Để quan sát một cách tiện lợi, chúng ta thiết lập thêm 2 khung hiển thị ngang hàng với các khung đã có.
Theo hình thức tạo ảnh 3 chiều thứ nhất, tức là ta sẽ hợp nhất các tập ảnh với nhau theo từng cặp ảnh liên tiếp rồi sẽ sử dụng công cụ tái tạo ảnh 3 chiều để cho ra ảnh mong muốn. Nếu làm theo cách này, ta cần phải thao tác trên các tập ảnh, đây là một công đoạn tương đối phức tạp. Chính vì thế, một trong 2 khung hiển thị vừa thiết lập sẽ dành cho ảnh hợp nhất thử nghiệm. Tiến hành thử nghiệm hợp nhất trên 1 cặp ảnh bất kỳ từ 2 tập ảnh cho đến khi đạt kết quả tối ưu nhất. Khi đó ta sẽ áp dụng thao tác này cho một loạt các cặp ảnh tiếp theo để cho ra tập ảnh hợp nhất ưng ý và biểu diễn chúng trong khung ảnh còn lại. Thiết kế khung ảnh hiển thị như thế cũng nhằm hướng đến mở rộng phép hợp nhất bán tự động về sau dễ dàng hơn.
Đối với trường hợp thứ hai, với việc sử dụng công cụ tái tạo ảnh 3 chiều, ta thu được hai khối ảnh 3 chiều tương ứng với 2 tập ảnh cần hợp nhất. Xây dựng công cụ hợp nhất ảnh 3 chiều lấy kỹ thuật dựa vào cường độ voxels làm nền tảng để thiết kế.
Kỹ thuật này cũng gần tương tự với kỹ thuật tạo ảnh hợp nhất 2 chiều, tuy nhiên, ở đây ta tạo ra những giá trị voxels hợp nhất thay vì tạo ra những điểm ảnh hợp nhất.
C = A × p + B × (1-p) với 0 ≤ p ≤ 1
trong đó A, B, C lần lượt là giá trị voxels của 2 ảnh 3 chiều gốc và ảnh 3 chiều hợp nhất. [33]
Từ tập hợp các giá trị voxels hợp nhất này, ta thu được ảnh 3 chiều hợp nhất. Như vậy đến lúc này, phần mềm hợp nhất hình ảnh y khoa 3 chiều về cơ bản đã hoàn tất được phần chính yếu nhất với khả năng hợp nhất ảnh ở cấp độ tự động.
Quay trở lại bài khảo sát ở chương 3, với nhận định về sự tự động hóa trong kỹ thuật hợp nhất thì những kỹ thuật tiên tiến hiện nay cho kết quả cao đều ở mức độ bán tự động và đang tiến đến tự động hóa hoàn toàn.
Vì vậy, để hoàn tất mục tiêu chính cuối cùng của việc thiết kế phần mềm, ta tiến hành xây dựng một số công cụ tiền xử lý ảnh hoặc khối ảnh để tăng cường độ chính xác cho phép hợp nhất. Trong phần mềm này, bộ công cụ tiền xử lý được thiết kế bao gồm các công cụ xoay, phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển ảnh được điều khiển một cách trực quan từ người sử dụng. Và cũng vì lý do thiết kế cho ảnh 3 chiều nên bộ công cụ này phải có khả năng áp dụng cho một tập ảnh cùng lúc chứ không chỉ một ảnh đơn nhất. Một khi đã làm được điều này có nghĩa là phần mềm đã có khả năng hợp nhất ảnh ở cấp độ bán tự động.
Trong quá trình tạo ảnh 3 chiều hợp nhất thì cấp độ bán tự động (tức tương tác của người sử dụng) sẽ được tiến hành trên các tập ảnh gốc trước giai đoạn tái tạo ảnh 3 chiều. Như vậy, với khả năng tiền xử lý thêm vào, độ chính xác của ảnh hợp nhất đã được cải thiện hay nói cách khác là kỹ thuật hợp nhất đã đạt cấp độ bán tự động và mục tiêu chính cuối cùng đã hoàn thành.