随着人们生活水平的不断提高,以及对外表完美形象的不断追求,越来越多的人们更加注重整形和美容。而牙齿直接影响着个人的仪容和生活质量,因此越来越多的人们开始涉足到正畸治疗中。无托槽隐形矫正技术继承了传统的牙颌畸形矫治理念,是现代口腔医学、计算机辅助三维诊断、个性化设计及数字化成型技术的完美结合。无托槽隐形矫治系统是一种能够帮助牙科医生为“隐形”牙套设计出一套治疗方案并且能够输出模拟矫正数据的系统。该系统主要包括五大模块:模块一是牙齿网格模型的三维重建;模块二是牙齿与牙龈的分割;模块三是绘制理想的牙弓线;模块四是牙齿移动路径规划及碰撞检测;模块五是隐形牙套的生成。而本文主要负责牙齿与牙龈的分割以及绘制理想的牙弓线。针对交互标记控制算法分割时间长和欠分割等不足,提出了一种基于网格抽取的牙齿模型分割算法。首先对于获得的三维牙齿模型,进行三维网格抽取;接着对抽取后的牙齿网格进行网格平滑;最后使用改进的交互标记控制算法将单颗牙齿分离出来。实验结果表明,提出的算法精度较好,避免了欠分割,并且分割速度较快,得到的单颗牙齿模型有助于牙齿矫正后续操作。针对之前绘制牙弓线算法的不精确性以及只考虑单个牙齿的情况,本文提出了一种新的绘制牙弓线的方法,即基于双牙颌的牙弓线绘制算法。首先使用本文提出的牙齿分割算法分割三维牙齿模型;接着把分割后的牙齿模型映射成二维图像,经过膨胀、细化处理,得到初始牙弓线;然后合并上下牙的初始牙弓线,拾取上下牙对应的咬合点,根据咬合点拟合出中间牙弓线;最后对上下牙的中间牙弓线进行重合处理,最终生成理想的牙弓线。实验结果表明,本文提出的算法绘制出的牙弓线的精度较高,考虑到了牙齿咬合的情况,为后续的牙齿移动奠定了基础。