因为具有其持久性和唯一性，指纹被广泛运用在个人身份辨认体系。指纹辨认在全世界范围内的广泛运用，不仅为防备违法，一起也作为处理个人业务和信息安全的一个关键技能。
在指纹辨认技能范畴，欧美国家在研讨和开发中处于领先地位。美国ZK Software在1992年就发布了ZKFinger 1.0版，2008年发布了ZKTime7.0、ADMS解决方案、指纹锁、集成具有美国联邦政府推出的FIPS201认证的Lumidign和Secugen指纹仪;法国Segam公司，是安全解决方案的商场领导者之一，有遍及5大洲超越85个分公司和分支机构，其出产的集成体系布置在100多个国家和地区。亚洲在指纹辨认技能上较为先进的公司有：韩国现代、朝鲜的培富士、日本的NEC等。
我国尽管在指纹辨认技能方面开展较晚，但现在也已有具有指纹辨认专用芯片研制出产和运用才能的企业，如杭州晟元芯片技能有限公司、国民技能股份有限公司等。
在指纹图画评价算法研讨范畴，Tabassi等人经过提取指纹图画各子块的对比度和曲率特征评价指纹图画质量，但这种办法仅仅从指纹图画部分纹路进行剖析，不足以反映指纹图画大局信息;Hong等人经过核算指纹图画每一图块指纹纹线笔直方向上的灰度方差评价指纹图画质量，它在图画噪声较大时并不能很好取得指纹图画的方向图，然后影响最终的评价作用。
文中选用一种指纹图画归纳评价算法，规划具有信息提示功用的指纹辨认体系，并将评价成果输出到显现屏，完成了进步指纹辨认成功率，让用户直观了解指纹收集的某个环节出现问题，以及怎么进行批改的意图。
1指纹辨认体系硬件规划
1.1嵌入式指纹收集体系组成
具有提示信息的指纹辨认设备包含处理器，体系结构图如图1所示。处理器以不同的接口别离衔接LCD汉字显现屏、指纹传感器、JTAG调试接口、复位电路、外部SRAM数据存储器、串口及USB接口;电源办理模块为上述各部分中的芯片和电路供给电源办理。其间，汉字显现屏用来显现指纹图画初始评价的成果，提示用户手指的放置是否正确、若不正确怎么批改;指纹传感器用来获取手指的指纹图画信息;JTAG调试接口用来与上位机衔接进行调试;复位电路用来初始化指纹辨认设备;FLASH程序存储器用来存储指纹辨认设备运转的程序;外部SRAM数据存储器用来存储指纹辨认设备运转进程中发生的暂时数据;串口和USB接口用于与上位机的衔接通讯;安全操控器是指纹辨认设备的中心，操控指纹辨认设备的运转。
图1指纹收集体系结构图
指纹专用芯片，是指内嵌指纹辨认技能的芯片产品，能够片上完成指纹的图画收集、特征提取、特征比对的芯片，使开发进程变得简略，开发者能够便利的完成指纹辨认的功用，一起芯片价格适中，利于遍及运用。
指纹专用芯片选用杭州晟元芯片技能有限公司出产的AS602芯片，选用哈佛结构32位RISC处理器内核，内置专用DSP指令集和加快器。其主要特色是具有SEA/RSA加快引擎、内置存储器(Flash/OTP)、指纹处理加快器和专用算法软件。AS602芯片主频高达128 MHz，内置128 KB高速静态随机存储器(SRAM)，嵌入了1 MB大容量FLASH，64 kB ROM和4 kB OTP ROM，并具有丰厚的对外接口：除了USB2.0全速接口外，还具有3组USART接口、4通道PWM接口、ISO7816智能卡接口、APC主接口、片上实时钟、对称算法引擎(SEA)加快器、RSA加解密引擎、真随机数发生器(TRNG)，以及51路GPIO.
1.3指纹收集传感器
FPC1011F指纹传感器由152×200个传感器阵列组成，每一个阵列是一个金属电极。放在传感面上的手指的对应点则作为别的一极，其作业原理是改动极板距离的%&&&&&%式传感器，整个传感器(或其间的一部分)是经过读取感应器的指令来读取的，收集区域的巨细是由寄存器XSHIFT和YSHIFT值的决议的。
FPC1011F与处理器芯片的接口原理图如图2所示。将AS602的USART0装备为SPI形式。AS602的61脚作为时钟输出，60脚作为数据主输出，衔接FPC1011F的6号脚;59脚作为数据主输入，衔接FPC1011F的1号脚。FPC1011F 4号引脚SPI_CK与AS602的61脚衔接得到体系时钟。
图2 AS602与FPC1011F的接口原理图
将FPC1011F的CPHA和CPOL别离置为0，此刻FPC1011F为从设备。指纹图画数据经过传感器输入FIFO.指纹收集经过查询方法，用rd_spidtat指令不停地查询SPI_STATUS寄存器的DA状况是否为1.当SPI_STATUS的DA状况为1时，用rd_spidata指令来读取FPC1011F的FIFO中的数据。
1.4指纹图画评价状况显现模块
HS1602A LCD是16×2行，5×7字符点阵液晶模块，其内部的字符发生器ROM中自带数字和英文字母及一些特殊符号的字符库，尽管没有汉字，可是运用HS1602A能够树立5×7点阵自界说字库的特色，构成所需求的汉字点阵。HS1602A与传感器芯片的接口原理图如图3所示。
图3 AS602与HS1602A LCD显现屏模块接口原理图
2指纹图画评价研讨与剖析
2.1指纹图画评价流程
在指纹收集输入进程中，因为手指的指纹质量、安放方位及干湿状况等原因，都或许无法正确辨认指纹信息。为进步指纹辨认功率，先对收集的指纹信息进行评价。安全操控器对指纹图画进行指纹灰度图画隔点采样，指纹图画点方向图核算，指纹灰度图画的前、布景图别离，指纹远景图面积剖析，指纹图画质量剖析等图画处理进程，并对评价的成果用汉字进行显现。若评价不合格，根据显现信息，从头收集指纹图画信息，直到经过评价。体系作业流程图如图4所示。
图4体系作业流程图
2.2指纹图画隔点采样
用隔点的方法对指纹灰度图画进行采样，隔点取得原始指纹灰度图画，在不改动指纹特征码的基础上削减数据收集量。
2.3指纹灰度图画的前、布景别离
用点方向图表明所述隔点原始指纹灰度图画中每一像素点处的部分纹路走向，详细如下：
指纹图画是由部分平行的脊线和谷线构成的一种方向形式。经过指纹图画点方向图核算，可将指纹图画中的各个图画块划分为远景块或布景块。选用7×7模板，基准点坐落模板中心，从水平方位开端每隔π/4确认一个方向，界说I=1，2，3，4，对应0，π/4，2π/4，3π/4，π四个方向。按公式(1)核算各个方向的灰度改变DI，比较DI，找到最小值，就代表该点的方向，见公式(1)：
式中，是沿I方向上点的灰度均值，f1(ik ， jk)是I方向上点的灰度值。
图画的远景块是散布有指纹脊线的图画块，其余部分为布景块。将远景块设置为1，布景块设置为0，完成指纹灰度图画的前、布景图别离。详细如下：
1)运用公式(2)进行核算：
其间，f(i， j)为(i， j)点的灰度值;为I方向上灰度值的累加和;Smax为累加和值的上限值;Smin为累和值的下限值。假如满意公式(2)的条件，则当时点为远景点;否则为布景点。
2)根据小块内布景点的份额，判别各图画块是远景块或布景块。假如小块内布景点的数量超越阈值Tb，则以为该图画块归于布景块，否则为远景块。
