امروزه امنیت یکی از مهمترین چالش هایی است که بشر در زندگی روزمره با آن روبرو است. یکی از روش های تامین امنیت شناسایی هویت افراد می باشد. در این راستا دانشی به نام بیومتریک به خدمت بشر آمده است. بیومتریک دانشی است که با استفاده از خصوصیات رفتاری یا فیزیولوژیکی افراد به شناسایی آنها می پردازد. شناسایی اثر انگشت یکی از بهترین روش های بیومتریک برای تعیین هویت است. اکثر سیستم های اتوماتیک مقایسه اثر انگشت بر پایه تطبیق جزییات می باشند. استخراج جزییات بصورت خودکار یکی از مراحل حساس در طراحی سیستم های تایید اثر انگشت است. یکی از مراحل پیچیده برای ارتقاء کیفیت تصویر و استخراج جزییات، محاسبه جهت خطوط برآمدگی اثر انگشت است. در این پایان نامه با بهبود و پیاده سازی الگوریتم های موجود، سخت افزاری برای محاسبه جهت در تصویر اثرانگشت مبتنی بر معماری خط لوله ارایه شده است که از کارآیی مناسبی برخودار می باشد. اکثر روش های استخراج جزییات، تصاویر خاکستری را به باینری تبدیل می کنند. اخیراً روش هایی پیشنهاد شده است که جزییات را بطور مستقیم از تصویر خاکستری استخراج می کنند. این روش ها عمدتاً نیاز به انجام محاسبات پیچیده و زمانبری دارند و به صورت نرم افزاری انجام می شوند. به همین دلیل پیاده سازی مستقیم آنها به صورت بلادرنگ بسیار دشوار است. در این پایان نامه روشی ارایه گردیده است که حجم محاسبات را کاهش داده و مستقیما از تصویر خاکستری جزییات را با سرعت مناسبی استخراج می کند. سخت افزار جدیدی برای اجرای این روش ارایه گردیده است.