随着三维激光扫描技术、逆向成型技术和计算机辅助设计及制造技术的不断发展,数字化印模技术正逐渐成为口腔修复、口腔正畸等领域的研究热点。数字化牙颌模型原始数据量极其庞大且存在严重数据冗余,极大地降低数据可视化、存储、传输、管理的处理效率。本文主要围绕海量点云高效简化和非均匀点云有效重建的过程展开研究,对全口义齿修复、牙颌正畸矫治等应用具有重要意义。本文主要研究内容如下:1、针对现有算法存在非边界点误提取的现象,提出一种基于双边界点集交集运算的边界点提取算法,对现有算法边界点集进行交集运算,有效约束非边界点误保留。2、针对现有点云精简算法难以较好地适用于牙颌模型的问题,提出一种基于特征显著性评价的牙颌模型点云精简算法。通过牙颌模型点云特征衡量分析,较完整提取边界特征点和相邻齿隙点后,选取曲率、平均投影距离、平均空间距离等特征衡量因子构造特征显著性评价公式,实现复杂曲面特征点准确提取。提出一种基于栅格法和八叉树的改进空间剖分方法,并利用点云简化规则,实现非特征点非均匀简化。实验结果表明,该算法能较好地保持牙颌模型边界特征和复杂曲面特征,有效避免平坦区域孔洞产生,在简化效果和简化误差等方面皆优于现有算法。3、针对滚球算法半径选取缺少参考信息的问题,提出一种基于区域生长的点云分割算法,利用曲率特征识别标记齿龈边界点云,采用区域生长方法实现牙齿、牙龈区域的有效分割。根据区域点云的平均点云间距数值统计结果进行局部点云分布疏密性特征衡量分析,快速、准确地估选出固定半径的个数和具体值。4、针对现有滚球算法重建非均匀点云时产生孔洞或冗余三角形的问题,提出一种基于多半径组合的改进滚球算法。该算法根据三角形三边长及其外接圆半径的关系,利用拓展边及其两顶点参与周围所有已构成网格边的长度关系,自适应估计可变半径,根据牙龈区域点云的平均点云间距数值统计直方图,合理估选固定半径。实验结果表明,该算法能较好地重建牙颌模型复杂曲面细节特征,有效保持非特征区域重建完整性和减少齿龈边界区域孔洞产生,重建结果质量评价较高。