Faits: A. A._ est propriétaire des parcelles nos 4418 et 4422 du registre foncier de la commune de Lutry. Ces parcelles, ainsi que la parcelle no 4420, sont issues d'un fractionnement intervenu en 1994. A cette occasion, une restriction de propriété frappant les parcelles susmentionnées ainsi que les parcelles voisines nos 4407, 4410 et 4473 a été inscrite au registre foncier par le biais d'une mention. La teneur de cette restriction, fondée sur l'art. 83 de la loi cantonale du 4 décembre 1985 sur l'aménagement du territoire et les constructions (LATC; RSV 700.11), est la suivante: "Les limites et les surfaces des 3 parcelles issues du fractionnement et des 3 parcelles entières, comprises dans le périmètre jaune figuré sur le plan annexé à la présente réquisition, n'entrent pas en considération, ni pour déterminer les distances entre bâtiments, ni dans le calcul du coefficient d'utilisation du sol. Les distances entre bâtiments seront déterminées comme s'il existait entre eux des limites correspondant aux exigences fixées par l'art. 96 du règlement communal du 24 septembre 1987 sur les constructions et l'aménagement du territoire. Le calcul du coefficient d'utilisation du sol s'effectuera toujours en tenant compte de la surface totale des 6 parcelles intéressées, soit 629 m2 + 305 m2 + 484 m2 + 390 m2 + 943 m2 + 405 m2 = 3156 m2. Il n'excèdera pas, pour l'ensemble des constructions à édifier dans le périmètre jaune figuré sur le plan annexe, le coefficient de 0,3, qui représente une surface totale de 946,80 m2 de plancher brut utile (3156 x 0,3). Ce calcul sera conforme aux art. 16 et 17 du règlement communal sur les constructions dans la mesure où les règles en vigueur seraient allégées, le propriétaire d'une parcelle frappée de cette mention peut demander la révision de celle-ci." Le coefficient d'utilisation du sol applicable à la zone où sont situées les parcelles susmentionnées a été augmenté à 0,333 en 1998 et à 0,35 en 2005. B. En 2003, les propriétaires de la parcelle n° 4410 ont souhaité agrandir leur immeuble, ce qui impliquait une augmentation de la surface brute de plancher utile de 84 m2 environ. La Municipalité de Lutry (ci-après: la municipalité) a accordé le permis de construire par décision du 3 mars 2004, considérant que la surface brute de plancher utile disponible avait augmenté depuis que le coefficient d'utilisation du sol était passé à 0,333. En raison de la restriction de propriété susmentionnée, la municipalité a estimé qu'il fallait tenir compte de la surface globalement disponible pour les six parcelles concernées. L'agrandissement souhaité respectant de cette manière le nouveau coefficient d'utilisation du sol, le permis de construire a été accordé. Cette décision est entrée en force. C. Le 20 septembre 2006, C._ et D._, propriétaires de la parcelle n° 4473, ont requis un permis de construire en vue de l'agrandissement de leur maison. Ce projet devait entraîner une augmentation de 26,7 m2 de la surface brute de plancher utile. A._ a formé opposition durant l'enquête publique, au motif que le coefficient d'utilisation du sol ne serait pas respecté. Par décision du 13 décembre 2006, la municipalité a écarté l'opposition et délivré le permis de construire. Statuant sur recours de A._, le Tribunal administratif du canton de Vaud (devenu la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud [ci-après: le Tribunal cantonal]), a annulé cette décision par arrêt du 15 mai 2008. La cause été renvoyée à la municipalité pour qu'elle statue à nouveau sur la demande de permis de construire, sur la base d'une répartition équitable des nouvelles possibilités de bâtir entre toutes les parcelles concernées. En l'absence d'accord entre les propriétaires, il y avait lieu de s'en tenir à la restriction de propriété inscrite en 1994 au registre foncier; cela étant, chaque propriétaire devait pouvoir bénéficier de l'augmentation du coefficient d'utilisation du sol. Cet arrêt est entré en force. Par décisions du 5 novembre 2008, la municipalité a constaté la surface brute de plancher utile dont bénéficient les parcelles concernées, en tenant compte d'un coefficient d'utilisation du sol de 0,35. Pour ce faire, elle a virtuellement retranché des parcelles grevées par la restriction une surface équivalant à celle dont avaient besoin les parcelles bénéficiaires pour respecter le coefficient d'utilisation du sol qui prévalait en 1994. Le nouveau coefficient d'utilisation du sol a ensuite été appliqué à ces surfaces théoriques, ce qui a déterminé les nouvelles possibilités de bâtir. La parcelle n° 4418 bénéficierait désormais d'une surface brute de plancher utile de 158,3 m2 et la parcelle no 4422 d'une surface de 156,2 m2. D. A._ a recouru contre les décisions concernant ses parcelles auprès du Tribunal cantonal, qui a rejeté le recours par arrêt du 17 février 2010. Cette autorité a considéré en substance que la restriction de propriété inscrite au registre foncier en 1994 souffrait d'un vice, vu qu'elle n'était pas munie d'un plan coté. Ce vice ne devait cependant pas entraîner la nullité de la restriction, mais seulement son annulabilité que le recourant ne pouvait faire valoir dans le cadre de son recours. Pour le surplus, les décisions de la municipalité répartissaient équitablement les nouvelles possibilités de bâtir entre les propriétaires des six parcelles, dans le respect des considérants de l'arrêt du 15 mai 2008. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler cet arrêt, subsidiairement de renvoyer la cause au Tribunal cantonal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Il invoque une application arbitraire de l'art. 3 de la loi cantonale du 28 octobre 2008 sur la procédure administrative (LPA; RSV 173.36) et des art. 47 et 83 LATC. Il se plaint également d'une inégalité de traitement et d'une violation de l'art. 14 de la loi fédérale du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700). Il requiert en outre l'octroi de l'effet suspensif. La municipalité et le Tribunal cantonal concluent au rejet du recours. C._ et D._ ont renoncé à se déterminer sur le fond. F. Par ordonnance du 5 mai 2010, le Président de la Ire Cour de droit public a rejeté la requête d'effet suspensif.