虹膜识别技术
虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状区域，在红外光下呈现出丰富的纹理信息，如斑点、条纹、细丝、冠状、隐窝等细节特征。虹膜识别技术通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，其核心步骤是使用模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特征进行描述、匹配和分类，从而实现自动的个人身份认证。
虹膜作为最精确、最稳定、最快速的生物特征，是高端门禁系统的理想选择。虹膜识别系统将人的眼睛作为随身携带的工作证、密码、钥匙和卡，可以从根本上杜绝代替打卡、无关人员混入等现象。与其他相关的生物认证技术相比，虹膜识别门禁系统识别率高、使用方便、卫生、快速。
虹膜作为身份标识具有许多先天优势：
·准确性
准确性是生物识别技术的关键性能。受英国政府委托，英国国家物理实验室（NPL）测试比较了视网膜、虹膜、指纹、掌纹、面部、声音、手书动力学等七种技术。报告认为：虹膜、视网膜准确度最高，面部是最不准确的，指纹要提高准确性须采集十个手指的指纹。此外，日本自动识别专题研讨会（AIM）给出了不同技术的错误接受率，虹膜比指纹准确倍，比面部准确0，比声音准确倍。AIM认为，准确度最低的是声音识别。
·唯一性
虹膜的形态由DNA以及胚胎发育过程的随机干扰而定，所以每个人都具有独一无二的虹膜纹理，自然界不可能出现完全相同的两个虹膜，即使是同一个人的左右眼或者是同卵双胞胎，其虹膜纹理也有显著差异。
·稳定性
虹膜从婴儿胚胎期的第3个月起开始发育，到第8个月虹膜的主要纹理结构已经成形。除非经历危及眼睛的外科手术，此后几乎终生不变。由于角膜的保护作用，发育完全的虹膜不易受到外界的伤害。
·抗欺骗性
NPL认为，虹膜、视网膜最强，指纹、掌纹容易伪造，签名可以模仿，声音可以用录音代替，面部是最容易被欺骗的。例如：指纹每次使用时都会留下印膜，很容易被他人获取，用以制造假指纹。
·实用性
视网膜在眼底，取像困难，没有发展前景；深色虹膜难于采集可用图像（实际是所采图像难于正确识别）；声音需要高保真度的麦克风；面部、掌纹需要高精度摄像机；手书需要专用写字板，不能使用计算机上的已有配置；指纹取像容易，但属于接触式采集（均来源于NPL）。接触式采集的弊端是易污染设备，影响准确性。此外，对指纹识别来说，还有体力劳动纹理磨损、老年人手指干涩影响使用等问题。
·非接触式采集
虹膜是一个外部可见的器官，不必紧贴采集装置就能获取合格的虹膜图像，识别方式相对于指纹、手形等需要接触感知的生物特征更加干净卫生，不会污损成像装置，影响其他人的识别。
指静脉识别技术
识别技术是利用近红外线穿透手指后所得的静脉纹路影像来进行，是具有高精度、高速度、活体检测、高防伪性等特点的。用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指内部的静脉图像特征，而不是手指表面的图像特征。因此，不存在任何由于手指表面的损伤、磨损、干燥或太湿等带来的识别障碍。
指静脉生物特征识别技术的具体实现步骤如下：
1、静脉扫描：LED在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像。
2、图像校正：调整图像的位置和角度，使其符合规格。
3、特征提取：根据以上得到的图像，提取静脉分布图像，得到特征图。
4、图像对比与匹配：将以上得到的特征图与数据库中的原始模版进行比较，计算相关性。如果相匹配则通过，不匹配则被拒绝。
医学研究证明指静脉的形状具有唯一性和稳定性，即每个人的指静脉图像都不相同，同一个人不同手指的静脉图像也不相同，健康成年人的静脉形状不再发生变化，这就为指静脉提供了医学依据。
指静脉生物特征识别技术具有以下特点：
(1)高度准确。只需要手指轻轻一放，就能触发高度准确识别，误识率为0.%，拒真率为0.01%，拒绝率为0。
(2)高度防伪。静脉隐藏在身体内部，被复制或者盗用的机会极小，活体技术无需担心伪造。
(3)特性稳定。指静脉信息不会随年龄、生活环境、工作性质、心理因素的变化而变化。
(4)快速认证。指静脉原始静脉影像被捕获并数字化处理，通过专有的静脉提取算法，整个过程不到1秒。
(5)简单易用。指静脉特征数据量少，每1根手指静脉的特征数据仅个字节，便于保存和使用。
(6)易于接受。使用者心理抗拒性低，受心理和环境因素影响低。
无线射频识别技术
·无线射频识别技术的分类
根据无线射频识别系统的基本特征，可以将其进行多种分类，具体如下：
（1）根据工作方式进行分类：全双工系统、半双工系统、时序系统。
（2）根据电子标签的信息量进行分类：1位系统、多位系统。1位系统是指系统的信息量为1位，该系统的读写器能够发出两种状态的信号，1和0信号，1信号代表在发出的信号范围内有电子标签，0信号代表在发生的信号范围内没有电子标签。这样能够实现简单的监控和信号发送接收功能。多位系统是指电子标签的信息量能在几个字节甚至几千个字节当中，具体的信息量由应用需要来决定。
（3）根据信息载体进行分类：只读系统和可读写系统。只读系统是指读写器只能读取电子标签中的信息，而不能将信息再次写入到电子标签中，电子标签的内容一旦存储完成，就无法通过读写器来进行写入。可读写系统是指读写器既可以对电子标签的信息进行读取又可以读电子标签的信息进行写入。
（4）根据工作频率进行分类：低频系统、中高频系统、超高频系统和微波系统。
·无线射频识别系统的构成
无线射频识别系统(RFID系统)是自我识别系统(AutomaticEquipmentIdentification)在射频技术方面的具体应用和发展。具有能够在恶劣环境下自动识别的功能，因此它可以完全取代条形码识别技术。无线射频识别系统一般由三个部分组成：标签、读写器、天线。
射频标签是由耦合元件和芯片组成，可以作为设备的标示，每个射频标签都是唯一的产品代码(ElectronicProductCode,EPC)，这样射频读写器就能够通过对EPC的识别和跟踪来获得EPC所标示的物品的信息，并建立用户驱动的供应网络。无线射频读写器是由高频结构和控制单元两个基本模块组成，EPC标签读写器具有初始化EPC标签的信息，读取EPC标签信息，删除EPC标签信息的功能。天线一般是内置在读写器和标签当中的，标签的天线和读写器的天线都能够发射和接受能量，以此来实现信息传递的目的。
·无线射频识别系统的工作原理
无线射频读写器在接收到需要读写标签的指令之后，会在一定的范围内发出无线射频信号，在该范围内的标签凭借线圈上的感应电流获得能量启动标签控制电路和射频电路发出存储在芯片中的数据，标签主动发出特定信号，读写器直接接受到该信号进行相应解码后恢复数据原始信息，然后传输到电子计算机中进行处理，管理系统得到相关的信息，这就是相应的自动识别的工作原理，如图所示
RFID技术的基本工作原理是：标签进入磁场后，随即接收解读器发出的射频信号，凭借着感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者让标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并完成解码后，再送至中央信息系统进行有关数据处理。
RFID系统，是由读写器（Reader）与电子标签（TAG）正是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统这三个部份所组成，其工作原理是由Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder的电路将内部的数据送出，这时Reader便依序接收解读数据，再送给应用程序做相应的处理。以RFID卡片读写器和电子标签之间的通讯及能量感应方式上来看大致上可以分为：感应耦合（InductiveCoupling)及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式，而较高频大多采用第二种方式。读写器能够根据使用的结构和技术不同分为读或读/写装置，是RFID系统信
息控制和处理平台。读写器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组合而成。读写器与应答器之间一般采用的是半双工通信方式进行信息交换，同时读写器还通过耦合给无源应答器提供能量和时序。而在实际应用中，可以进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等基础管理功能。应答器是RFID系统信息的载体，应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）与微芯片组成无源单元。
视频结构化技术
关于视频图像结构化技术，业界内比较容易让人理解的定义是：视频图像结构化是指对视频、图片内容按语义关系，采用目标检测、特征提取、对象识别、深度学习等分析手段，组织成可被计算机和人识别、理解、检索的文本信息的技术。视频图像结构化分析流程如下图所示。
目前，视频监控系统产生的海量的视频或图片大多为非结构化或半结构化数据，其中，非结构化视频或图片多为原始视频或图片，视频或图片中的内容均需由人工完成内容信息的提取与识别；半结构化视频或图片，是由计算机提取部分信息，再结合人工完成内容信息的提取与识别。然而，非结构化或半结构化的视频或图片，均不能有效被计算机应用于基于数据开展的实战业务中，因此，如何将视频或图片中的车辆信息进行结构化提取，将是开展本系统设计的先决条件。
前端设计采用抓拍单元实时抓拍过车图片；后端解析设计采用视频结构化技术，对监控摄像机采集的视频进行智能化分析，提取出视频中有用的车辆信息，如车牌、车型、车身颜色、车标等；采用图像结构化技术，对卡口前端感知系统抓拍的过车图片进行二次分析，深度挖掘车辆信息。车辆信息结构化分析过程如下图所示。
图车辆信息结构化分析过程示意图
视频结构化分析系统可实现视频中车辆和活动目标的结构化信息提取，提取属性丰富，精确度高；支持智能结构化分析后文本信息和图片信息的存储和检索；支持动态扩容，智能分析性能随着设备数量增加呈线性增强；
视频结构化技术将视频信息智能化、语义化、情报化，是智能视频后检索和事件检索的一项重要技术，解决了视频重要信息的高效提取。通过结构化特征、时间等条件进行人、车的结构化特征信息检索，如：车牌类型、车辆类型、车身颜色、人体着装颜色、性别等，展示的视频结构化技术实现了目标精确提取和跟踪，以及对人、车属性更丰富更细致的分析。利用这项技术做视频后检索和视频信息智能提取，具有目标定位更精确、目标跟踪更稳定、场景适应性更强、检测范围更宽广等优异性能。
超宽带（UWB）技术
UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号，美国联邦通信委员会（FCC）对UWB技术的规定为：在3.1~10.6GHz频段中占用MHz以上的带宽。
UWB技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。UWB技术利用频谱极宽的超宽基带脉冲进行通信，故又称为基带通信技术、无线载波通信技术，主要用于、定位和低截获率/低侦测率的通信系统中。年2月，美国联邦通信委员会发布了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。该规定中，将相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于MHz的通信系统称为UWB系统，同时批准了UWB技术可用于民用商品。随后，日本于年8月开放了超宽带频段。由于UWB技术具有数据传输速率高（达1Gbit/s）、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点，UWB技术成为无线个人局域网通信技术（WPAN）的首选技术。
UWB定位方法包括信号到达角（angleofarrival,AOA）、接收信号强度（receivedsignalstrength,RSS）、信号到达时间（timeofarrival,TOA）和信号到达时间差（timedifferenceofArrival,TDOA），是一种典型的基于测距方法的定位技术。
·基本原理
UWB实质上是以占空比很低的作为信息载体的无载波扩谱技术，它是通过对具有很陡上升和下降时间的冲击脉冲进行直接调制。典型的UWB直接发射冲击脉冲串，不再具有传统的中频和的概念，此时发射的信号既可看成（依常规无线电而言），也可看成射频信号（从发射信号的频谱分量考虑）。
冲击脉冲通常采用单周期高斯脉冲，一个信息比特可映射为数百个这样的脉冲。单周期脉冲的宽度在纳秒级，具有很宽的频谱。UWB开发了一个具有吉赫兹容量和最高空间容量的新无线信道。基于CDMA的UWB脉冲无线收发信机在发送端时钟发生器产生一定重复周期的脉冲序列，用户要传输的信息和表示该用户地址的伪随机码分别或合成后对上述周期脉冲序列进行一定方式的调制，调制后的脉冲序列驱动脉冲产生电路，形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列，然后放大到所需，再到UWB天线发射出去。在接收端，UWB天线接收的信号经低噪声放大器放大后，送到相关器的一个输入端，相关器的另一个输入端加入一个本地产生的与发端同步的经用户调制的脉冲序列，接收端信号与本地同步的伪随机码调制的脉冲序列一起经过相关器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的信号，其中仅含用户传输信息以及其他干扰，然后对该信号进行运算。
·特点
UWB技术解决了困扰传统无线通信技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获率低、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。
1.系统结构的实现比较简单
当前的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波，载波的频率和功率在一定范围内变化，利用载波的状态变化来传输信息。而UWB技术则不使用载波，它通过发送纳秒级非正弦波窄脉冲来传输数据信号。UWB系统中的发射器直接用脉冲小型激励天线，不需要传统收发器所需要的上变频，从而不需要功用放大器与混频器。UWB系统允许采用非常低廉的宽带发射器。同时在接收端，UWB系统的接收机也有别于传统的接收机，它不需要中频处理，因此，UWB系统结构的实现比较简单。
2.高速的数据传输
民用商品中，一般要求UWB信号的传输范围为10m以内，根据经过修改的信道容量公式，民用商品数据传输速率可达Mbit/s，UWB技术是实现个人通信和无线局域网的一种理想调制技术。UWB技术以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，并且不单独占用已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带。在J事应用中，UWB技术可以利用巨大的扩频增益来实现远距离、低截获率、低检测率、高安全性和高速的数据传输。
3.功耗低
UWB系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.20~1.5ns之间，有很低的占空比，系统耗电很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百微瓦至几十毫瓦。民用UWB设备的功率一般是传统移动电话所需功率的1/左右，是蓝牙设备所需功率的1/20左右。J用的UWB电台耗电也很低。因此，UWB设备在电池寿命和电磁辐射上，与传统无线通信设备相比，有着很大的越势。
4.安全性高
作为的技术，UWB技术具有天然的安全性能。由于UWB信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对于一般通信系统来说，UWB信号相当于白噪声信号，并且在大多数情况下，UWB信号的功率谱密度低于自然的电子噪声的功率谱密度，从电子噪声中将检测出来是一件非常困难的事。采用编码对脉冲参数进行伪随机化后，脉冲的检测将更加困难。
5.多径分辨能力强
由于常规无线通信的射频信号大多为连续信号或其持续时间远大于多径传播时间，多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率，由于超宽带无线电发射的是持续时间极短且占空比极小的单周期脉冲，多径信号在时间上是可分离的。假如多径脉冲要在时间上发生交叠，其多径传输路径长度应小于脉冲宽度与传播速度的乘积。由于脉冲多径信号在时间上不重叠，很容易分离出多径分量以充分利用发射信号的能量。大量的实验表明，对常规无线电信号多径衰落深达10~30dB的多径环境，对超宽带无线电信号的衰落最多不到5dB。
6.定位精确
冲激脉冲具有很高的定位精度。采用UWB技术，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。UWB技术具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而GPS（）只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内。与GPS提供绝对地理位置不同，超宽带无线电定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级，此外，超宽带无线电定位器在价格上更为便宜。
·应用场景
UWB技术应用按照通信距离分大体可以分为两类：
一类是短距离高速应用，数据传输速率可以达到数百兆比特每秒，主要是构建短距离高速WPAN、家庭无线多媒体网络以及替代高速率短程有线连接，如无线USB和DVD，其典型的通信距离是10m；
另一类是中长距离（几十米以上）低速率应用，通常数据传输速率为1Mbit/s，主要应用于无线传感器网络和低速率连接。同时，由于UWB技术可以利用低功耗、低复杂度的收发信机实现高速数据传输，所以UWB技术在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传输数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰，并可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有看广泛的用途。
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