基于FPGA的指纹识别系统的设计与实现

4 系统性能分析及测试结果

4.1 系统的性能分析

在设计时，将系统划分成了若干小的模块，便于实现和调试。其次将运算量大、但是实现相对简单的模块用硬件实现；主要通过SG完成相关的编程，在简单电路设计时通常使用Verilog语言直接编写，而有些特定算法实现时则通过Matlab语言辅助编写完成设计。此外SG使用了Xilinx经过优化的IP核和库函数，很好地完成系统的图像平滑、锐化、细化以及特征点提取算法所要用到的运算操作。在保证系统实时性的同时，达到优化设计的效果；而且整个设计都是以图形化界面为主，可以根据设计需要轻松完成模块的添加与裁剪。

在实现比较复杂的算法，如匹配比对算法、去伪特征点算法时，考虑到算法的复杂，通过硬件实现需要占用大量的资源，所以将其以C语言的方式实现。并将其下载到MICOBLAZE软核中，便于处理器调用和实现。

4.2 系统的测试结果

表1是输入不同指纹情况下，即分别将左右手拇指和中指录入100次后的系统测试结果。从表1可以看出系统的平均识别率在93%左右，而误识率和拒识率都在3%以下，表明在性能上基本满足设计需要。

本文采用EDK与System Generator平台，实现了基于FPGA的指纹识别系统。设计中利用Xilinx公司的EDK和SG(System Generator)开发软件，完成MICOBLAZE软核的设计，并添加自定义指令与硬件逻辑，构成完善的识别系统。该方法由于采用了可编程逻辑器件，使得设计灵活、易于修改，大大缩短了设计的周期。此外该系统中指纹图像处理部分的实现都是采用硬件设计思想进行设计和编写，较大地改善了系统的运行速度，使系统在满足实时性要求的同时，也满足了数据高速处理的需要。