[实用新型]一种用于指纹识别的硬件加速系统

说明书

本实用新型公开了一种用于指纹识别的硬件加速系统，属于指纹识别技术领域。本实用新型的一种用于指纹识别的硬件加速系统，包括硬件加速单元、内存以及中央处理器，硬件加速单元内设有计算控制器和DMA控制器，计算控制器通过系统总线分别与中央处理器和内存电连接，DMA控制器通过DMA总线与内存电连接。硬件加速单元还包括数据缓存单元、梯度计算单元和方向计算单元，所述数据缓存单元和方向计算单元分别与梯度计算单元电连接；且数据缓存单元与DMA控制器电连接。本实用新型克服了现有技术中，指纹识别速度慢且精度不高的不足，本实用新型的一种用于指纹识别的硬件加速系统，可以在不增加功耗的情况下，提高指纹识别的速度以及精度。

技术领域

本实用新型涉及指纹识别领域，更具体地说，涉及一种用于指纹识别的硬件加速系统。

背景技术

指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。由于每次捺印的方位不完全一样，着力点不同会带来不同程度的变形，又存在大量模糊指纹，如何正确提取特征和实现正确匹配，是指纹识别技术的关键。

目前指纹识别技术已广泛应用于公安、政府及公众行业的门锁、考勤、身份认证等领域。但是如何在保证指纹识别准确性的前提下进一步提高识别的速度的问题仍然没有得到很好的解决，特别是在资源有限的嵌入式场合下，问题尤为突出。最主流的指纹识别算法是基于特征点的，提取特征点并进行识别的过程计算量大，耗时长。目前针对于指纹识别的软件优化算法有多种，如基于神经网络稀疏表达的指纹识别算法，该优化算法在提高指纹识别速度的同时，却增大了指纹识别过程的总功耗，并且优化的程度有限，算法优化还存在不稳定的问题。

针对上述问题，现有技术也提出了一些解决方案，例如发明创造名称为：一种适用于指纹图像增强的可配置Gabor滤波硬件加速单元(申请日：2012年1月4日；申请号：201210000855.5)，该方案的加速单元由滤波控制器、输入缓存器、输出缓存器和滤波卷积单元组成。加速单元通过总线与中央处理器和存储器连接，通过总线获得的输入包括滤波前的指纹图像、方向信息、频率信息和有效区域掩膜信息。本方案对输入指纹图像中的每个像素点首先检查其掩膜信息，如果不为零，则利用与该像素点对应的方向和频率信息构造出相应的Gabor滤波器，并用该滤波器对此像素做Gabor滤波，得到滤波后的像素值；如果掩膜信息为零，则该像素点不做滤波。本方的输出为Gabor滤波后的指纹图像。其中输入输出缓存器的引入使带宽得到有效降低，滤波卷积单元采用流水线设计，从而提高了加速单元的吞吐率。但是，本方案的不足之处在于：在对一幅图像进行滤波处理时，需要多次对滤波单元进行配置，导致内核负荷高，进而降低了图像的处理速度。

综上所述，如何在不增加功耗的情况下提高指纹识别的准确性和速度，是现有技术亟需解决的问题。

实用新型内容

1.要解决的问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，指纹识别速度慢且精度不高的不足，提供了一种用于指纹识别的硬件加速系统，可以在不增加功耗的情况下，提高指纹识别的速度以及精度。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种用于指纹识别的硬件加速系统，包括硬件加速单元、内存以及中央处理器，所述硬件加速单元内设置有计算控制器和DMA控制器，所述计算控制器通过系统总线分别与中央处理器和内存电连接，DMA控制器通过DMA总线与内存电连接。

作为本实用新型更进一步地改进，硬件加速单元还包括数据缓存单元，所述数据缓存单元分别与DMA控制器和计算控制器电连接。