随着经济的发展及科技的进步,信息安全越来越被人们所关注,传统的密码、钥匙等方式已然不再适应于所有场合。在越来越高的信息安全要求的驱使下,生物特征识别技术成为移动支付、公共安全等领域的突破点。在所有的技术当中指纹识别技术的应用最为广泛也最被人们所接受,然而传统的指纹采集技术仍然有着一些缺陷,而三维指纹采集技术有着不使指纹形变、特征信息更多、无公共卫生风险等优点,因此三维指纹采集的研究就成了指纹采集技术新的发展方向与突破口。结构光三维测量技术由于其具有的精度高、适应性广等优势而被引入到了指纹识别领域。本文针对指纹测量面积小、深度精度要求高等特点进行硬件设计,选取体积小、投射比小的投影仪与帧率高的相机搭建了结构光三维指纹采集系统平台。在硬件设计的基础上,实现从系统标定到三维重建的软件设计,主要包括背景分割、手指感兴趣区域提取、相位提取、时域多频解缠等,最终实现了对手指指纹的采集以及三维重建。在系统建立的基础上,针对测量中相移法需要投射多幅条纹图与时域解缠法需要投射多个频率的条纹图造成的条纹数量多,系统测量速度慢的问题,提出基于对抗生成网络(GAN)的单幅条纹相位获取方法,通过卷积神经网络提取条纹的相位特征,并将特征输入值GAN网络中拟合为条纹相位值,实现了单幅条纹图的相位值的提取。将原有系统,每个频率需要拍摄3-8张条纹图降低为仅需要拍摄一张条纹图,降低了测量系统条纹投影数量的需求,从而加快了测量速度,降低了因为测量时手指颤动导致的测量误差,实现了对手指指纹的快速采集。