摘要：手指静脉特征认证是近年来新兴的一种生物特征认证方式。相比传统的指纹识别、人脸识别、虹膜识别等生物鉴别方式,静脉识别是能够更好地能够满足高度唯一性、非接触性、识别精度高、能自动完成和实现成本低的活体个人特征比对等要求的生物特征鉴别方式。根据静脉认证的市场报告和更加成熟的指纹识别的发展历程,可以看出手指静脉认证的硬件实现算法具有很高的研究与应用价值。本文对手指静脉特征的采集与认证的关键技术进行了深入的研究,首先改进了双指静脉采集器得到比较清晰的手指静脉图像,根据硬件实现能够并行与流水的优势,设计了实时的手指静脉特征认证算法,并将其纯硬件实现。目前算法整体的注册与认证时间均为0.5ms左右,而2010年10月IEEE工业电子与应用国际专题研讨会上发表的手指静脉特征认证系统的软件算法的时间消耗是19.54s,时间消耗是本课题算法的40000倍；同时截止到2011年6月,市场上公布的最快的手指静脉特征认证算法是日立公司的精简算法,为0.5s左右,时间消耗是本课题算法的1000倍。最终,本课题结合可重用设计方法学与软硬件系统设计方法将该算法成功应用于两个具体的生物特征认证系统当中：基于手指静脉特征认证的火车票实名制检票系统与个人证书防伪系统。本文的创新性工作如下：1.提出了手指静脉特征认证的算法流程上的优化：进行了并行算法链的划分与各算法链中模块并行与流水地运行两方面的优化；2.完成了手指静脉特征认证算法的单元运算核的设计与优化：设计并优化并行算法、利用特别设计的数据存储结构、对于每一个算法单元(算法核)进行充分优化,将原算法单元的时间复杂度由O(n2)降低为1个时钟周期；3.将可重用设计方法学的方法论实践于应用系统的设计与实现过程当中：按照软硬件协同设计的思想设计并实现两个认证应用系统。