[发明专利]一种基于指纹和指静脉的3D识别系统及方法

权利要求书

1.一种基于指纹和指静脉的3D识别系统，其特征在于，包括光源和成像装置，所述光源包括第一光源和近红外光源，所述第一光源设置于手指放置面板的两侧，所述近红外光源设置于所述手指放置面板上；所述成像装置包括至少两个摄像头，每两个摄像头之间存在中心夹角，且所有摄像头的中心延长线相交于所述手指放置面板上；在工作时，通过所述至少两个摄像头分别拍摄在第一光源打开时的指纹图像，并通过所述至少两个摄像头分别拍摄在近红外光源打开时的指静脉图像，进而通过所述指纹图像和指静脉图像构建3D指纹图像和3D指静脉图像，以实现用户身份识别。

2.根据权利要求1所述的基于指纹和指静脉的3D识别系统，其特征在于，所述第一光源包括左侧光源和右侧光源，所述左侧光源和右侧光源分别对称设置于所述手指放置面板的左右两侧，所述左侧光源和右侧光源分别与所述手指放置面板之间的距离为预设距离。

3.根据权利要求1或2所述的基于指纹和指静脉的3D识别系统，其特征在于，所述成像装置包括三个摄像头，每两个摄像头之间的中心夹角相同。

4.根据权利要求3所述的基于指纹和指静脉的3D识别系统，其特征在于，所述每两个摄像头之间的中心夹角为30°。

5.一种基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项所述的基于指纹和指静脉的3D识别系统，并包括以下步骤：

步骤S1，启动摄像头，采集指纹图像和指静脉图像；

步骤S2，分别对指纹图像和指静脉图像进行预处理，提取指纹特征和指静脉特征；

步骤S3，建立3D点云坐标，构建3D指纹图像和3D指静脉图像；

步骤S4，提取3D指纹图像中的指纹和3D指静脉图像中的指静脉纹路；

步骤S5，实现活体检测，并对活体检测的数据进行指纹和指静脉纹路的特征匹配，以用户身份识别。

6.根据权利要求5所述的基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，所述步骤S1中包括以下子步骤：

步骤S101，启动摄像头；

步骤S102，打开所述第一光源，通过至少两个摄像头同时采集所述指纹图像；

步骤S103，自动切换打开所述近红外光源，通过至少两个摄像头同时采集所述指静脉图像；

或，步骤S101，启动摄像头；

步骤S102’，打开所述近红外光源，通过至少两个摄像头同时采集所述指静脉图像；

步骤S103’，自动切换打开所述第一光源，通过至少两个摄像头同时采集所述指纹图像。

7.根据权利要求5所述的基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，对至少两个摄像头同时采集的指纹图像分别进行包括了二值化和高斯滤波的预处理；

步骤S202，对预处理之后的各个指纹图像进行脊线特征、纹路端点和纹路分叉点的提取，得到指纹特征；

步骤S203，对至少两个摄像头同时采集的指静脉图像进行包括了图像校正、倾斜角度计算、图像背景去除、边缘处理和图像增强中任意一种或几种预处理；

步骤S204，对预处理之后的各个指静脉图像进行指静脉的拓扑结构和纹路方向的提取，得到指静脉特征。

8.根据权利要求7所述的基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，所述步骤S3中，对不同方向的摄像头所拍摄的指纹图像的同一位置的点，以预设的手指圆柱模型作为三维重构的外型，将每一个指纹图像的手指上二维的点坐标计算并投射到手指圆柱模型所对应的三维点坐标上，进而构建出3D指纹图像。

9.根据权利要求7所述的基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，所述步骤S3中，对不同方向的摄像头所拍摄的指静脉图像的同一位置的点作为二维点坐标，将该二维点坐标按照摄像机参数投射到三维空间中构建出3D指静脉图像。

10.根据权利要求5所述的基于指纹和指静脉的3D识别方法，其特征在于，所述步骤S5中，对活体检测的数据进行指纹和指静脉纹路的特征匹配，当指纹特征和指静脉特征的汉明距离均小于预设阈值时，判定为活体检测的用户身份认证成功。