指纹是当前应用最广泛的生物识别技术之一，指纹识别技术在国内外研究了几十年，技术已经比较成熟，但是，这些技术主要集中在接触式指纹识别上。对于接触式指纹识别，一般是通过用户按压或者滑动指纹，这样的采集方法容易使得指纹表皮变形，导致采集的指纹图像质量和方向随着用户的按压力度不同而不同；另外，指纹皮肤的干湿程度等环境的影响也会导致指纹的不连续性，因此相同的指纹在每次采集时会增加指纹匹配的复杂性，对系统性能起到了负面的影响。于是，非接触式指纹识别被提出来。非接触式的采集方法可以避免上述遇到的各种问题，因为手指不需要接触传感器，指纹表皮也不会发生变形，因此，非接触式指纹在指纹识别上可以得到更好的效果。本文采用结构光三维测量法中的傅里叶变换轮廓术方法获取三维指纹图像，并利用激光光源、CCD相机、光栅、显微物镜和计算机等搭建了三维指纹图像的采集系统。利用显微物镜，将光栅自成像的条纹投影到手指表面，用相机获取由于手指表面高度变化而产生的变形条纹图像。计算机针对变形条纹图像进行处理，提取相位信息，进而重构出三维指纹图像。本文详细介绍了运用傅里叶变换轮廓术获取三维指纹图像的方法，并对测量过程中的技术，如条纹图像的预处理、相位展开等进行了研究。文中利用小波消噪法消除条纹图像中高频噪声的影响，利用小波变换消除条纹频谱图中的零频分量，得到有用的基频分量，对其逆傅里叶变换后得到相位主值图。针对相位主值图中相位是截断的这一问题，对传统的相位展开算法进行了分析与总结，并选择了四邻域抗噪展开算法，这种方法能够检测出相位主值图中的噪声点，使得相位展开过程只针对有效的数据点进行，有效降低了噪声对相位展开的影响，提高了相位展开的精度，实验结果表明傅里叶变换轮廓术方法能够得到手指表面每个点的高度值。给出了一种椭球拟合的三维指纹图像的处理方法，将三维指纹图像拟合到椭球模型，并投影到二维平面上，介绍了三维指纹图像椭球拟合的过程，实验结果表明指纹图像能够较好的和椭球拟合起来。