当今,生物识别技术中虹膜识别技术具有最佳的稳定性、最高的精度和最好的防伪特性。能否采集高速清晰的虹膜图像直接影响了虹膜识别的准确性和速度,然而高速清晰的虹膜图像是由图像传感器的成像速度和采集设备的采集处理速度决定的。选用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)红外图像传感器能实现高速的虹膜成像,并弥补了弱光场景下可见光传感器成像的不清晰,从而可以保证虹膜图像信息的质量;选用FPGA(Field-Programmable Gate Array)作为采集处理平台能高速采集、缓存和处理虹膜图像数据。本文主要设计了一种基于FPGA的高速虹膜采集系统,实现了对人眼虹膜图像的实时显示并对人眼图像中虹膜边缘的定位检测。本文主要工作内容如下:1.完成FPGA对可见光和红外图像传感器的驱动;2.完成基于FPGA的双路图像采集和显示的功能模块框架搭建,从而得到两路高速实时显示的图像;3.在采集的图像基础上完成中值滤波、Sobel边缘检测、阈值化等预处理;4.对采集的虹膜图像进行霍夫变换,检测人眼图像中虹膜内外圆的位置;5.对Sobel边缘检测的算法进行优化得到更为明显的虹膜边缘图像,多次仿真实验调整阈值化处理算法中的阈值,得到具有更明显虹膜内外圆的二值图像;6.最后,在传统的霍夫变换圆检测算法基础上添加流水线处理和减小累加器数组大小,减少算法中对于内存的过度随机访问从而提高了霍夫变换圆检测的C仿真速度50~100倍,使用小搜索范围的检测方式大量减少了无效像素点的遍历。最终,通过多次硬件仿真实验,可以得到30万像素、60帧的可见和红外虹膜图像,并实现了红外成像下人眼图像中虹膜内外圆的定位。