Иллюстрация: Manuel J. Marques et al. \ Science & Justice, 2021. Метод оптической когерентной томографии с постобработкой изображения, разработанный британскими учеными, оказался полезен в проверке подлинности документов. Физики продемонстрировали его возможности на двух типах настоящих идентификационных документов (паспорт из современного поликарбоната и национальная идентификационная карта Португалии) и предсказали возможное использование в других областях. Работа опубликована в журнале Science & Justice. Оптическая когерентная томография (ОКТ) широко применяется в офтальмологии и стоматологии для получения детальных профилей биологических тканей. В ее основе лежит балансная схема детектирования оптических лучей, оптический путь одного из которых зафиксирован, а второй отражается или рассеивается на образце. Смысл такой схемы заключается в том, что сильный опорный сигнал взаимодействует со слабыми изменениями в сигнале, которые несут в себе информацию об образце, и результат их взаимодействия оказывается достаточным для того, чтобы его можно было легко измерить.

Процедура виртуального выравнивания изогнутых поверхностей документов. (a) изогнуты документ, (i) поверхностью документа, (ii) интересующий слой и (iii) координата глубины под поверхностью. (b) обнаружение поверхности и картирование глубины (с цветовой кодировкой (iv)); (c) карта коррекции кривизны (v) строится из карты поверхности (iv); (d) все плоскости под поверхностью (i) сглаживаются с помощью карты коррекции кривизны (v), что позволяет полностью реконструировать слой (ii). Manuel J. Marques et al. / Science & Justice, 2021

Высокая чувствительность такой схемы детектирования позволяет подробно изучать строение биологических тканей, например, фиксировать патологические изменения в сетчатке глаза или дефекты пломбирования зубов.

Благодаря неразрушающему характеру оптическая когерентная томография нашла свое применения и в криминалистике для обнаружения скрытых отпечатков пальцев на полупрозрачных поверхностях. Команда физиков под руководством Адриано Подолеану (Adrian Podoleanu) из университета Кента предлагает и другое применение ОКТ в этой области, а именно проверку подлинности документов. Авторы используют постобработку полученных сигналов для коррекции возможных неровностей поверхности документов и продемонстрировали результаты исследования на двух реальных типах документов.

Многослойность идентификационных документов требует получения их послойного изображения (кстати, термин «томография» и означает послойное получения изображения внутренней структуры объекта). Для проникновения внутрь многослойной структуры документа используются разные длины волн в оптической схеме детектирования. Источник сигнала, который попадает на образец — перестраиваемый в широком диапазоне лазер, от длины волны которого зависит глубина проникновения оптического пучка в слой образца. Чем больше длина волны, тем дальше она проникает вглубь поверхности (ультрафиолет сразу отражается, а инфракрасное излучение в определенных средах может достигать глубины порядка миллиметра). Кроме сканирования по глубине, авторская схема способна передвигаться по поверхности в двух направлениях и получать объемные изображения на небольшой площади.

Документы для тестирования метода, (i) – (v) – участки, изображения которых получали авторы. Manuel J. Marques et al. / Science & Justice, 2021

В восстановлении объемных участков документов даже небольшой площади таится проблема неидеальности поверхности — она может оказаться кривой и глубина в для разных точек поверхности окажется неодинаковой. Для того чтобы избежать неточностей, которые может вносить наклонная или деформированная поверхность, ученые используют методы постобработки и уже в визуализированном изображении компенсируют возможные неровности.

Фрагмент (v) национального удостоверения личности. (а) крупный план полноцветной фотографии, показывающей отсканированную область (красный пунктирный квадрат); (b) трехмерная визуализация восстановленного объема OКT с цветовым кодированием в зависимости от глубины; (c) скан глубины объема (пунктирная область на (b)); (d1) – (d4) сканы на разной глубине под поверхностью документа; (e) карта высот с цветовой кодировкой. Manuel J. Marques et al. / Science & Justice, 2021

То же самое для участка поликарбонатного паспорта. Manuel J. Marques et al. / Science & Justice, 2021

Кроме того, вся процедура получения объемного изображения размером 500 на 500 точек и его постобработки занимает не больше 10 секунд, а срез по глубине можно получить практически моментально. В сравнении с конфокальной микроскопией, которая тоже позволяет изучать приповерхностные слои полупрозрачных материалов, ОКТ более чувствительна и не требует близкого размещения объектива перед образцом. Комбинация метода оптической когерентной томографии с другими методами, работающими на большой площади, но с низкой чувствительностью, позволит находить нужные участи для более точного исследования. Такой подход решит проблему медленной обработки больших площадей с помощью ОКТ.

Невысокая стоимость итогового оборудования, его чувствительность и скорость обработки, по мнению авторов, могут заинтересовать судебных экспертов, работающих над проверкой поддельных документов, и производителей документов.

Несмотря на то, что в аэропортах Сиднея и Вашингтона уже тестируют систему распознавания лиц, технология когерентной томографии не потеряет актуальности — ее можно будет применять для обнаружения отпечатков пальцев в подповерхностных слоях материалов и для непрозрачных материалов, с которыми стандартные оптические методы не справляются.

Автор: Оксана Борзенкова
Источник: https://nplus1.ru/

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!