1.一种三维指纹特征提取方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将待测样品的二维指纹重建得到三维指纹,根据重建好的三维指纹,对三维指纹进行特征粗提取,首先得到一系列三维指纹表面的高度值,提取三维指纹表面的最大高度值作为待测样品三维指纹特征的第一个特征点;利用一系列平行平面去切割重建的三维指纹,得到一系列三维指纹等位面的轮廓线,从最底层等位面的质心出发向四周做若干条射线,这些射线与每一个等位面均有相交点,提取质心到相交点的距离,作为反映待测样品三维指纹外轮廓形状特征的特征值,作为待测样品三维指纹的第二个特征点,三维指纹外轮廓形状的特征是一个长度为N*M的一组向量R:
2)根据步骤1)得到的待测样品三维指纹外轮廓形状特征的特征值,求出与对比模板外轮廓形状特征的特征距离,然后将待测样品与对比模板各样品外轮廓形状特征的特征距离从大到小排序后,选择首个两两差值大于1的两个特征距离中的其一作为给定阈值,将待测样品与对比模板各样品外轮廓形状特征的特征距离与给定阈值比较,统计特征距离小于给定阈值的次数,并用系数k来记录,k的初始值等于0,将特征距离与给定阈值比较一次,小于阈值的话,k就自加1,最终系数k等于1,则说明待测样品可以被唯一识别,第一个特征点和第二个特征点就作为待测样品三维指纹特征,完成三维指纹特征的提取;最终系数k大于1,则说明样品中有相似的,用粗特征值不能区分,运行步骤3)提取细节特征;
3)首先采集待测样品对应的二维指纹图像并进行预处理,然后提取二维指纹图像脊线的终点和分叉点的坐标,对应到三维指纹中相同横纵坐标的点,作为步骤1)重建的三维指纹脊线的终点和分叉点的X轴和Y轴坐标值,根据步骤1)得到三维指纹表面的高度值,即为Z轴坐标值,因此可以提取三维指纹脊线的终点和分叉点的位置特征,完成对三维指纹细节特征的提取,从而实现直接提取三维指纹细节特征点。
2.根据权利要求1所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤1)中将二维指纹重建成三维指纹采用傅里叶变换轮廓术法,具体是将光条纹投射在参考平面上得到光栅条纹,再将光条纹投射放在参考平面的手指纹上,受手指纹高度的调制得到变形光条纹,再将变形光栅与参考平面光栅条纹作比较,求出它们的相位差Δφ(x,y)。
3.根据权利要求2所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤1)中,傅里叶变换轮廓术法是根据公式 得到三维指纹表面的高度信息h(x,y),其中l0是CCD相机中心到参考平面的距离,d是CCD相机到投影仪的距离,f0是参考平面上投影光栅的波长。
4.根据权利要求3所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤1)中提取三维指纹的外轮廓形状特征,用一系列平行平面去切割三维指纹,得到一系列三维指纹等位面的轮廓线,计算出最底层等位面的质心,把它记作O,从O点出发向四周做M条射线,这些射线的角度是均匀分布的,与每一个等位面相交于 i=1,2,…N,j=1,2,…M,提取O到 的距离作为反映三维指纹外轮廓形状特征的特征值。
5.根据权利要求1所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤2)中求待测样品与对比模板外轮廓形状特征的特征距离,即计算待测样品与建立的指纹样品库中各样品外轮廓形状特征的特征距离。
6.根据权利要求5所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤2)中外轮廓形状特征的特征值是用射线长度表征的。
7.根据权利要求1所述的三维指纹特征提取方法,其特征在于:所述的步骤3)中对待测样品的二维指纹图像的预处理包括二维指纹图像的分割、滤波、图像二值化和细化。