文档介绍：硕士学位论文

基于双目视觉的三维掌纹识别技术

3D PALMPRINT RECOGNITION
TECHNOLOGY BASED ON BINOCULAR
VISION

施奇峰

哈尔滨工业大学
2011 年 12 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开

工学硕士学位论文

基于双目视觉的三维掌纹识别技术

硕士研究生: 施奇峰
导师: 张大鹏教授
申请学位: 工学硕士
学科: 计算机科学与技术
所在单位: 深圳研究生院
答辩日期: 2011 年 12 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
:

Thesis for the Master Degree of Engineering

3D PALMPRINT RECOGNITION
TECHNOLOGY BASED ON BINOCULAR
VISION

Candidate: Shi Qifeng
Supervisor: Prof. Zhang Dapeng
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Computer Science and Technology
Affiliation: Shenzhen Graduate School
Date of Defence: December, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
尽管二维掌纹识别技术的发展已经比较成熟,但是传统的二维识别算法主要利
用手掌的灰度信息,无法完全避免光照强度变化、拍摄角度倾斜等因素带来的干
扰。因此,人们开始关注使用掌纹三维信息来进行身份识别,一个明显的优点是
三维信息比较稳定且不易伪造。
目前三维成像技术主要有结构光和双目立体视觉两种。结构光成像技术需要用
到一个高精度投影仪,成本较高。因此,本文选用成本相对较低的双目视觉来重
构掌纹的三维信息。
D 摄像机拍摄同一手掌内表面时,会得到两张存
在一定差异的掌纹图像,而双目视觉就是用这种视差来还原掌纹三维信息的。主
要研究内容包括掌纹图像采集摄像机的标定、立体匹配和掌纹三维重建这三部分。
本文中,我们扩展了平面相机标定法,通过自制的黑白棋盘标定板来实现双目
摄像机内外参数的标定。
为了快速高效获得双目图像间的对应关系,引进基于尺度不变性的 SIFT 算法
来寻找两幅掌纹二维图像中的对应匹配点。实验表明,SIFT 算法在快速有效地找
出对应的局部特征极值点的同时,也定位出了掌纹三维信息相对明显的点,保证
了掌纹三维重建能够顺利进行。最后,根据找到的匹配点对来还原三维数据,利
用三角测量法还原了基于左摄像机坐标系的的三维坐标。
SIFT 算法返回的是离散的特征点,因此,本文主要利用空间点之间的欧氏距
离来度量三维掌纹识别的匹配度,对现有的掌纹库进行匹配实验,发现基于双目
视觉的三维掌纹识别达到了预期效果。经过进一步的分析和实验,提出了一种二
维特征和三维特征相结合的方法,取得了令人满意的识别结果。
最终我们基于 DM6467 实现了一套嵌入式三维掌纹识别系统,该系统能够高效
实时地处理两路掌纹数据的采集和传输,利用其 Codec Engine 机制实现 ARM 与
DSP 的双核通信,实验表明,该嵌入式三维掌纹识别系统设计方案可行。

关键字:三维掌纹;双目立体视觉;SIFT;DM6467

I
哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract

Although the two-dimensional palmprint recognition is relatively more mature, it
useless at the changes of light intensity and the changes of camera angles. The mainly
reason is the 2D information