在生物识别中,手指静脉识别具有极大的优势和可靠性。目前,大多数针对手指静脉识别的研究主要基于二维的手指静脉投影图像。由于手指静脉是三维的网状结构,不同的手指静脉可能具有相同或相似的二维投影,所以利用二维的手指静脉图像识别可能导致识别错误。为解决这一问题,根据手指静脉骨架的三维拓扑稳定性和唯一性,本文围绕手指静脉骨架的三维重建问题展开研究。本文对手指静脉骨架的三维重建进行研究,设计了一种双平面手指静脉造影图像采集系统并提出一种手指静脉骨架三维重建的方法。手指静脉骨架三维重建过程包括两个角度的手指静脉图像采集、图像预处理、特征点检测与匹配、坐标变换、手指静脉骨架上点的匹配、三维重建。具体研究内容如下:(1)根据手指静脉的成像特点,选择合适的光源和成像设备,设计双平面手指静脉造影图像采集系统,保证了采集的不同角度的图像中手指静脉的结构共性。(2)根据图像预处理得到的两幅手指静脉骨架上特征点邻域内像素点的特点,完成自动识别特征点,进而利用手指静脉骨架的拓扑特性自动匹配特征点。(3)针对两幅二维手指静脉骨架图像上对应的手指静脉骨架段上像素点的“一对多”的匹配情况,本文提出一种自适应线性拉伸的方法,使对应的手指静脉骨架段在像素坐标系的相同维度下长度相等。结合最小二乘法的分段多项式曲线拟合方法,实现两幅不同角度的手指静脉骨架上的点一一匹配,并计算出曲线拟合误差。(4)重构完整的三维手指静脉骨架并对影响手指静脉骨架三维重建的因素做出分析。通过本文的研究,建立了一套完善的手指静脉骨架三维重建方法,根据采集的二维手指静脉灰度图像建立三维手指静脉骨架。实验结果表明,本文方法能够降低所需的二维手指静脉图像的采集难度,重建的三维手指静脉骨架曲线也比较平滑。