赵锦明　钱磊　吴东

[摘要]指纹识别是生物识别技术中重要且广泛使用的一种。当前该领域研究的重点在如何更好地采集提取指纹特征以及指纹安全等方面，对于大规模指纹识别的研究较少。随着电子商务、公安部门的大规模使用，需要进行比对的指纹数据暴增。针对这一现状，论文在基于细节特征点的这一类指纹识别算法基础上，利用FPGA平台对这类算法进行加速，通过对算法的分析调整，在FPGA上设计实现了一种新的加速结构，并采取了相应的优化策略。通过加速，单节点FPGA能达到每秒100万次指纹比对，相对于软件性能提升了25倍，为后续新算法的大规模使用奠定了基础。

[关键词]生物识别；指纹识别；流水；乒乓操作；FPGA

[中图分类号]TP3 [文献标识码]A

1 引言

在信息化时代的今天，信息安全尤其重要，如何鉴别一个人的身份是其中一个至关重要的问题。传统方式存在易丢失、容易被伪造等问题，利用生物识别技术进行身份认定，不仅安全、准确，还便于管理，应用前景广阔。指纹具有终身不变性、唯一性和方便性，依靠指纹的生物识别技术被广泛接受与认可，相关应用也较为广泛。

指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点（Minutiae）。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴别。

目前指纹识别主要应用在手机解锁、门禁考勤等方面，需要进行的比对计算量小，而随着指纹识别应用领域更加广泛，如电子商务、公安部门等，指纹识别中的数据量暴增，识别过程中的计算量极大，采用传统的方法需要大量时间，这在许多应用场合是达不到要求的。……