CN108764178A - 一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法。装置包括框架、手指静脉图像采集模块、手指节纹图像采集模块、指纹仪、手指槽、散热风扇架和散热风扇；本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法具有如下有益效果：效果稳定，基本解决了手指多模态生物特征采集中存在的姿态不一致问题，能够准确、稳定定位手指三模态ROI。

Description

一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法，属于生物特征识别中的生物特征成像和感兴趣区域采集技术领域。

背景技术

在多模态生物特征识别领域，手指因其高度的便捷性和灵活性而具有很高的实用价值，因此已被广泛用于身份验证。在传统的手指多模态生物特征成像中，手指的不同特征部位分别在不同的成像空间中成像，使得采集时刻的手指姿态难以得到统一，导致图像间相关性降低，进而影响后续识别效果和多模态融合效果。

选取手指静脉、节纹和指纹3个常用的指部特征，针对这3个特征设计一个新的成像方案，对于解决手指姿态变化问题，获得手指姿态一致的特征图像，提高识别效果和多模态融合效果是有利的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置包括框架、手指静脉图像采集模块、手指节纹图像采集模块、指纹仪、手指槽、散热风扇架和散热风扇；其中框架的前端呈开口状，中部设有水平放置的手掌托板，并且手掌托板的中部形成有一个通孔；框架的顶面和背面上部形成有散热孔，供气流流通；散热风扇架设置在框架的内上部，内部安装有散热风扇；手指静脉图像采集模块包括手指静脉图像采集装置和近红外光源装置，其中手指静脉图像采集装置安装在散热风扇架的底面后侧；近红外光源装置设置在框架的底面上，并且与手掌托板上的通孔位置上下对应；手指节纹图像采集模块包括手指节纹图像采集装置、LED光源装置、起偏片、检偏片和安装面板；其中手指节纹图像采集装置安装在散热风扇架的底面前侧；两块安装面板呈八字形倾斜设置，上端分别连接在散热风扇架的两侧面上；每块安装面板的底面上安装有LED光源装置；起偏片安装在LED光源装置的外侧；检偏片安装在手指节纹图像采集装置的下方；手指槽为矩形板状结构，水平设置在手掌托板的表面中部，外侧中部上下贯通形成有一个与手掌托板上通孔相对应的红外光线通过孔，红外光线通过孔的两侧斜边为手指平面移动限制边，用于减少手指平面移动带来的姿态变化；内侧中部表面向下凹陷形成有一个用于设置指纹仪的指纹仪嵌入槽；指尖槽位于指纹仪嵌入槽的内端外侧边缘；并且手指静脉图像采集装置、手指节纹图像采集装置和指纹仪通过USB与外部PC机相连接。

所述的近红外光源装置为850nm波段“一字”线型激光光源，数量为1－2个。

所述的手指静脉图像采集装置包括摄像头、850nm窄带滤光片和CMOS感光器件。

所述的手指节纹图像采集装置包括摄像头、红外截止滤光片和CMOS感光器件。

所述的LED光源装置的数量为4－8个。

本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指姿态矫正方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置和手指节纹图像采集装置301分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉、手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示手指静脉、手指节纹原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像。

本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指图像三模态ROI定位方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置、手指节纹图像采集装置和指纹仪分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹和指纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉和手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像；

步骤七，从手指静脉矫正图像中提取出手指左右轮廓线，分别取手指左右轮廓线在竖直方向上的内切线l₁、l₂作为手指静脉ROI左右边界部分；

步骤八，将上述内切线l₁、l₂的坐标带入手指静脉原始图像中，确定出实际手指静脉ROI在水平方向上的参考位置l₃、l₄；

步骤九，检测近端指关节的位置，在手指静脉原始图像上表示为行和灰度最大值，将此位置作为手指静脉ROI在竖直方向上的参考位置l₅；

步骤十，根据以上得到的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃和l₄之间，竖直方向上的参考位置l₅上下合适范围作为手指静脉ROI；

步骤十一，将手指静脉ROI定位的水平方向上的参考位置l₃、l₄和竖直方向上的参考位置l₅映射到手指节纹原始图像中，作为手指节纹ROI定位的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃′和l₄′之间，竖直方向上的参考位置l₅′上下合适范围作为手指节纹ROI；

步骤十二，指纹ROI为将指纹仪采集的指纹原始图像剪除四周空白部分。

本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法具有如下有益效果：效果稳定，基本解决了手指多模态生物特征采集中存在的姿态不一致问题，能够准确、稳定定位手指三模态ROI。

附图说明

图1为本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置示意图；

图2为本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置中手指槽结构示意图；

图3为利用本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置进行手指三模态采集过程示意图；

图4为本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置中发光二极管主光束偏振示意图；

图5为本发明提供的手指三模态特征成像程序界面图；

图6为本发明提供的手指姿态方向角度获取方法示意图；

图7为本发明提供的原始图像与矫正手指转动后的图像；

图8为本发明提供的双目摄像头成像空间位置标记示意图；

图9为本发明提供的手指三模态ROI定位方法示意图；

图10为本发明提供的部分手指三模态图像的ROI定位结果；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下参照附图并举优选实施例对本发明进一步详细说明。

如图1—图4所示，本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置包括框架100、手指静脉图像采集模块200、手指节纹图像采集模块300、指纹仪400、手指槽500、散热风扇架601和散热风扇；其中框架100的前端呈开口状，中部设有水平放置的手掌托板700，并且手掌托板700的中部形成有一个通孔；框架100的顶面和背面上部形成有散热孔602，供气流流通；散热风扇架601设置在框架100的内上部，内部安装有散热风扇；手指静脉图像采集模块200包括手指静脉图像采集装置201和近红外光源装置202，其中手指静脉图像采集装置201安装在散热风扇架601的底面后侧；近红外光源装置202设置在框架100的底面上，并且与手掌托板700上的通孔位置上下对应；手指节纹图像采集模块300包括手指节纹图像采集装置301、LED光源装置302、起偏片303、检偏片304和安装面板305；其中手指节纹图像采集装置301安装在散热风扇架601的底面前侧；两块安装面板305呈八字形倾斜设置，上端分别连接在散热风扇架601的两侧面上；每块安装面板305的底面上安装有LED光源装置302；起偏片303安装在LED光源装置302的外侧；检偏片304安装在手指节纹图像采集装置301的下方；手指槽500为矩形板状结构，水平设置在手掌托板700的表面中部，外侧中部上下贯通形成有一个与手掌托板700上通孔相对应的红外光线通过孔504，红外光线通过孔504的两侧斜边为手指平面移动限制边503，用于减少手指平面移动带来的姿态变化；内侧中部表面向下凹陷形成有一个用于设置指纹仪400的指纹仪嵌入槽502；指尖槽501位于指纹仪嵌入槽502的内端外侧边缘；并且手指静脉图像采集装置201、手指节纹图像采集装置301和指纹仪400通过USB与外部PC机相连接。

所述的近红外光源装置202为850nm波段“一字”线型激光光源，数量为1－2个。

所述的手指静脉图像采集装置201包括摄像头、850nm窄带滤光片和CMOS感光器件，设置滤光片可避免手指节纹图像采集模块(300)的光源干扰，保证这二者的生物特征成像互不影响。

所述的手指节纹图像采集装置301包括摄像头、红外截止滤光片和CMOS感光器件。

所述的LED光源装置302的数量为4－8个。

现将本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置工作原理阐述如下：当需要采集被采集人的手指三模态特征图像时，首先被采集人将手指800放置在手指槽500中，其中指尖抵在指尖槽501内。手指静脉为透射成像，利用近红外光源装置202发出近红外光，该光线向上通过手掌托板700上的通孔以及手指槽500上的红外光线通过孔504而照射到手指800上，然后透射过手指800的透射光将进入手指800上方的手指静脉图像采集装置201成像。手指节纹为反射可见光成像，利用位于手指800上方两侧的LED光源装置302发射出可见光，该光线透过起偏片303后照射到指节纹801上，经过反射后通过位于手指800上方的检偏片304，而后进入手指节纹图像采集装置301成像。手指静脉图像采集装置201和手指节纹图像采集装置301中的两个摄像头在物理空间中相邻，这样可防止手指800在两个成像空间中的成像姿态出现较大差异。与此同时，利用与指腹相接触的指纹仪400自动采集指纹图像。上述采集的手指静脉原始图像、手指节纹原始图像和指纹原始图像可分别由手指静脉图像采集装置201、手指节纹图像采集装置301和指纹仪400通过USB传送给外部PC机中进行处理和显示。

图5为本发明的手指三模态特征成像程序界面图。该界面具有用户身份信息注册、成像手指三模态图像、调整手指姿态、定位手指三模态ROI和特征图像采集等信息。界面上端为采集视频显示区域，用于实时显示手指三模态的成像视频，左一和左二视频窗为手指静脉原始图像和旋转矫正后的图像，左三和左四分别为手指节纹原始图像和旋转矫正后的图像，右上角视频窗为指纹图像；下方为信息录入和功能按钮；考虑到人机交互的友好性，右下角设计了系统信息提示框，装置运行中出现的问题会通知在信息框中，以便使用者及时做出调整。为了保证本装置高效运行，采用了多线程的设计方案，运行界面、双目摄像头、指纹仪等使用了独立的线程控制，以获得流畅的使用体验。

利用本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指姿态矫正方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置(201)和手指节纹图像采集装置301分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉、手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示手指静脉、手指节纹原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向，手指轮廓线如图6(a)所示；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，如图6(b)所示，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，如图6(c)所示，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像。

在手指原始图像中，由于手指静脉边缘轮廓易于检测，因此可使用手指静脉的轮廓计算出偏转角度，利用该偏转角度对手指静脉和手指节纹原始图像进行旋转矫正，这样可避免各自计算偏转角度后进行矫正而出现新的姿态差异问题。

图7为本发明的手指姿态矫正前后示意图。第一行为手指三模态姿态同步采集装置采集得到的同一手指在多个随机转动角度下的图像，图中附有根据本发明的手指姿态矫正方法计算出的手指偏转角度；第二行是对应的矫正手指转动后的图像。可以看出手指的平面随机转动得到了有效的矫正，手指的方向基本为竖直方向。这说明通过硬件的选型和手指平面随机转动的矫正，在提高手指姿态一致性上能取得较好的效果。

图8为本发明的双目摄像头成像空间(摄像头能照射到的空间范围)标定方法。本发明中手指原始图像中手续静脉和手指节纹ROI为协调定位，定位前需要对双目摄像头成像空间进行标定，以确定成像空间相对位置关系。图8(a)为摄像头a和b对同一区域成像，区域中一点A在摄像头a中的坐标为P_a，在摄像头b中的坐标为P_b。则坐标P_a、P_b所在坐标系之间的相对位置关系都可以通过两个矩阵来描述：旋转矩阵R和平移矩阵T。此处用旋转矩阵R和平移矩阵T来描述两个摄像头坐标系的相对关系，具体为将摄像头a下的坐标转换到摄像头b下的坐标。

成像区域中的点坐标A，在两个摄像头坐标系下的坐标可以表示为：

则坐标P_a与P_b有如下关系：

具体标定方法为：用双目摄像头在同一个坐标系下成像，如图8(b)、(c)所示，在红外镜头成像坐标系中标定若干点A_N，在近红外摄像头成像坐标系中确定这些点的坐标A′_N，统计这些点的相对位置关系，确定旋转矩阵R与平移矩阵T。在本装置中，有R＝E、T_x＝C₁、T_y＝C₂(C₁、C₂表示常数)。

图9为本发明的手指图像三模态ROI定位方法示意图。利用本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指图像三模态ROI定位方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置(201)、手指节纹图像采集装置301和指纹仪(400)分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹和指纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉和手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向，手指轮廓线如图6(a)所示；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，如图6(b)所示，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，如图6(c)所示，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像，如图9(a1)、(b1)所示；。

步骤七，从手指静脉矫正图像中提取出手指左右轮廓线，分别取手指左右轮廓线在竖直方向上的内切线l₁、l₂作为手指静脉ROI左右边界部分；

步骤八，将上述内切线l₁、l₂的坐标带入手指静脉原始图像中，确定出实际手指静脉ROI在水平方向上的参考位置l₃、l₄；

步骤九，检测近端指关节的位置，此处透光性较强，因此，亮度较其它区域大，在手指静脉原始图像上表示为行和灰度最大值，将此位置作为手指静脉ROI在竖直方向上的参考位置l₅；

步骤十，根据以上得到的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃和l₄之间，竖直方向上的参考位置l₅上下合适范围作为手指静脉ROI；

步骤十一，将手指静脉ROI定位的水平方向上的参考位置l₃、l₄和竖直方向上的参考位置l₅映射到手指节纹原始图像中，作为手指节纹ROI定位的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃′和l₄′之间，竖直方向上的参考位置l₅′上下合适范围作为手指节纹ROI；手指静脉和手指节纹ROI最终定位区域如图9(a6)、(b4)中矩形框O、O′所示；

步骤十二，指纹ROI为将指纹仪400采集的指纹原始图像剪除四周空白部分，最终提取的手指静脉、手指节纹和指纹ROI分别如图9(c1)、(c2)和(c3)所示。

实验结果

使用本装置采集多组手指三模态样本如图10所示，可以观察到三模态ROI定位准确，成像质量清晰，成像效果理想。但是手指的粗细会影响手指静脉ROI成像效果，较细的手指透光性较高，成像总体变亮；较粗的手指透光性较低，成像总体变暗。每一组上下两行图像是同一根手指两次成像效果，手指的成像姿态一致性很高，这直接提高了手指图像的类内相似度。

采集多组手指三模态数据，每个模态10张图片，计算类内平均相似度如表1所示，可见手指静脉和手指节纹采集的图像类内相似度较高。指纹由于按压的力度和比对方式的不同，类内相似度低于前二者表现。

Claims (7)

1.一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置，其特征在于：所述的装置包括框架(100)、手指静脉图像采集模块(200)、手指节纹图像采集模块(300)、指纹仪(400)、手指槽(500)、散热风扇架(601)和散热风扇；其中框架(100)的前端呈开口状，中部设有水平放置的手掌托板(700)，并且手掌托板(700)的中部形成有一个通孔；框架(100)的顶面和背面上部形成有散热孔(602)，供气流流通；散热风扇架(601)设置在框架(100)的内上部，内部安装有散热风扇；手指静脉图像采集模块(200)包括手指静脉图像采集装置(201)和近红外光源装置(202)，其中手指静脉图像采集装置(201)安装在散热风扇架(601)的底面后侧；近红外光源装置(202)设置在框架(100)的底面上，并且与手掌托板(700)上的通孔位置上下对应；手指节纹图像采集模块(300)包括手指节纹图像采集装置(301)、LED光源装置(302)、起偏片(303)、检偏片(304)和安装面板(305)；其中手指节纹图像采集装置(301)安装在散热风扇架(601)的底面前侧；两块安装面板(305)呈八字形倾斜设置，上端分别连接在散热风扇架(601)的两侧面上；每块安装面板(305)的底面上安装有LED光源装置(302)；起偏片(303)安装在LED光源装置(302)的外侧；检偏片(304)安装在手指节纹图像采集装置(301)的下方；手指槽(500)为矩形板状结构，水平设置在手掌托板(700)的表面中部，外侧中部上下贯通形成有一个与手掌托板(700)上通孔相对应的红外光线通过孔(504)，红外光线通过孔(504)的两侧斜边为手指平面移动限制边(503)，用于减少手指平面移动带来的姿态变化；内侧中部表面向下凹陷形成有一个用于设置指纹仪(400)的指纹仪嵌入槽(502)；指尖槽(501)位于指纹仪嵌入槽(502)的内端外侧边缘；并且手指静脉图像采集装置(201)、手指节纹图像采集装置(301)和指纹仪(400)通过USB与外部PC机相连接。

2.根据权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置，其特征在于：所述的近红外光源装置(202)为850nm波段“一字”线型激光光源，数量为1－2个。

3.根据权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置，其特征在于：所述的手指静脉图像采集装置(201)包括摄像头、850nm窄带滤光片和CMOS感光器件。

4.根据权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置，其特征在于：所述的手指节纹图像采集装置(301)包括摄像头、红外截止滤光片和CMOS感光器件。

5.根据权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置，其特征在于：所述的LED光源装置(302)的数量为4－8个。

6.一种利用权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指姿态矫正方法，其特征在于：所述的矫正方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置(201)和手指节纹图像采集装置(301)分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉、手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示手指静脉、手指节纹原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像。

7.一种利用权利要求1所述的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指图像三模态ROI定位方法，其特征在于：所述的定位方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置(201)、手指节纹图像采集装置(301)和指纹仪(400)分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹和指纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉和手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，公式如下：

步骤四，用最小二乘法对上述中点{M_n}进行线性拟合得到手指中线l:y＝kx+b，其中：k为斜率，b为偏移量；

步骤五，根据斜率k计算出手指的偏转角度θ：

步骤六，根据计算的偏转角度θ，对手指静脉、手指节纹原始图像进行相同角度的反向补偿旋转，将其矫正到竖直方向，获得手指静脉、手指节纹矫正图像；

步骤七，从手指静脉矫正图像中提取出手指左右轮廓线，分别取手指左右轮廓线在竖直方向上的内切线l₁、l₂作为手指静脉ROI左右边界部分；

步骤八，将上述内切线l₁、l₂的坐标带入手指静脉原始图像中，确定出实际手指静脉ROI在水平方向上的参考位置l₃、l₄；

步骤九，检测近端指关节的位置，在手指静脉原始图像上表示为行和灰度最大值，将此位置作为手指静脉ROI在竖直方向上的参考位置l₅；

步骤十，根据以上得到的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃和l₄之间，竖直方向上的参考位置l₅上下合适范围作为手指静脉ROI；

步骤十一，将手指静脉ROI定位的水平方向上的参考位置l₃、l₄和竖直方向上的参考位置l₅映射到手指节纹原始图像中，作为手指节纹ROI定位的参考位置，取水平方向上的参考位置l₃′和l₄′之间，竖直方向上的参考位置l₅′上下合适范围作为手指节纹ROI；

步骤十二，指纹ROI为将指纹仪(400)采集的指纹原始图像剪除四周空白部分。