Инфракрасное излучение – это электромагнитное излучение, находящееся на границе между видимым спектром красного света и тепловым диапазоном. Человеческий глаз не способен видеть этот спектр. Окружающие нас предметы имеют различные характеристики поглощения и отражения ИК-лучей. Эта индивидуальная характеристика не зависит от температуры окружающего пространства и температуры самих предметов, что широко применяется при различных исследованиях. С увеличением длины волны инфракрасного излучения усиливается его тепловое воздействие.
Согласно международной организации стандартизации (ISO) инфракрасное излучение делится на три диапазона: ближний, средний и дальний. В медицине применяется только ближний ИК-диапазон, поскольку он не рассеивается на поверхности кожи и проникает в подкожные структуры. Используя эту особенность, российские разработчики создали инновационный аппарат для лечения ран, ожогов и воспалений1. Проводились исследования, которые показывают, что воздействие ближнего спектра инфракрасного света может быть полезно и для глаз2. Но эти воздействия должны быть кратковременными, малой интенсивности и не должны вызывать повышение температуры тканей глаза, особенно глазного дна.
Комплексная реализация всех мер предосторожности позволяет обеспечить безопасную биометрическую идентификацию здорового человека по радужной оболочке глаз.
Спектр ближнего инфракрасного излучения находится в диапазоне от 740 до 1400 нм, но с увеличением длины волны снижается способность лучей проникать в ткани за счет их поглощения водой.
Часто инфракрасное излучения путают с ультрафиолетовым, которое является вредным для глаз. Многократно наблюдалось вредное воздействие ультрафиолетового излучения на человека. Недавно из-за не выключенной своевременно кварцевой лампы возникли проблемы со здоровьем у первоклассников3.
В отличие от ультрафиолетового излучения воздействие ИК-лучей не приводит к раковым заболеваниям и иным негативным последствиям при соблюдении норм СанПиН для данного вида излучения.
У наших глаз отсутствуют защитные реакции на ИК-излучение. Когда лучи яркого света ослепляют нас, мы рефлекторно прищуриваемся или отворачиваемся, а зрачок глаза самопроизвольно сужается. Так как мы не видим инфракрасный свет, то не можем определить, когда попадаем под его воздействие, и глаза не реагируют сужением зрачка на это излучение.
Какая длина волны оптимальна?
В зависимости от длины волны света, в котором регистрируется радужка, на ней проявляются различные и индивидуальные для каждого человека детали структуры.
Общее количество регистрируемых данных зависит от особенностей глаз. Например, у светлой радужки наиболее четкий рисунок получается в видимом спектре. При переходе в ИК-спектр этот рисунок постепенно пропадает с увеличением длины волны. Противоположный результат получается для темных глаз. На них особенность рисунка радужной оболочки не всегда различима в видимом свете, но четко проявляется в ИК-диапазоне. Поэтому до сих пор обсуждается, какая длина волны является оптимальной.
Большинство мобильных телефонов имеют светодиоды с рабочим диапазоном излучения от 700 до 900 нм (ближний ИК). Чтобы такое излучение оказало вредное воздействие на глаза, надо достаточно долго смотреть непосредственно на него или же источник этого излучения должен находиться близко к оптической оси глаза и при этом иметь высокую интенсивность.
Достижения разработчиков
Люди с осторожностью относятся к идентификации по радужке, опасаясь, что инфракрасные лучи, используемые при сканировании радужной оболочки, могут негативно повлиять на зрение. У наших глаз отсутствуют защитные реакции на ИК-излучение. Когда лучи яркого света ослепляют нас, мы рефлекторно прищуриваемся или отворачиваемся, а зрачок глаза самопроизвольно сужается. Так как мы не видим инфракрасный свет, то не можем определить, когда попадаем под его воздействие, а глаза не реагируют сужением зрачка на это излучение.
Чтобы уменьшить негативное воздействие ИК-света на глаза, разработчики перед началом сканирования в инфракрасном диапазоне применяют подсветку в видимом белом спектре. Использование такой подсветки заставляет зрачок самопроизвольно сужаться, что способствует уменьшению попадания инфракрасных лучей на роговицу глаза. Другим положительным моментом от сужения зрачка при идентификации по радужной оболочке глаз является расширение идентифицируемой области. Увеличение видимой площади радужки позволяет получить больше уникальной информации для ее кодирования и записи в биометрический шаблон.
Обычные фото- и видеокамеры телефонов и фотоаппаратов имеют встроенный ИК-фильтр, предназначенный исключить влияние инфракрасного излучения на качество получаемого изображения. Биометрическую идентификацию по лицу с фронтальной 2D-камеры достаточно легко обмануть. Для выявления обмана разработчики стали применять точечную ИК-подсветку, с помощью которой формируют карту глубин снимаемого объекта.
Контроль нахождения перед камерой объемной фигуры предотвращает простые способы обмана систем биометрической идентификации с использованием фотографии или видеозаписи идентифицируемого человека.
Этим обусловлено отсутствие ИК-фильтра во фронтальных камерах большинства современных смартфонов.
Как обеспечить безопасную для глаз идентификацию по радужке?
Производители внедряют решения, которые сводят к минимуму негативное воздействие ИК-излучения на глаза:
- Ограничивается мощность источника излучения и длина волны.
- Сокращается время излучения. ИК-подсветка включается только на необходимое для идентификации время, которое постоянно уменьшается благодаря совершенствованию алгоритмов.
- Контролируется расстояние от источника инфракрасного излучения до глаз. Чтобы не причинить вред глазам, инфракрасная подсветка не включается, если камера сильно приближена к лицу.
- Используется предварительная подсветка белого цвета для уменьшения диаметра зрачка.
Несмотря на все применяемые решения, есть риск негативного воздействия на глаза ближним ИК-светом для эпилептиков, детей и людей, у которых часто бывают обмороки. При этом надо учитывать, что ИК-подсветка используется не только для биометрической идентификации. Например, в игровой приставке Kinect применяется точечная инфракрасная подсветка для построения объемной модели окружающего пространства и перемещения игроков. В ней, в отличие от сканеров радужки, применяются значительно более мощные источники ИК-излучения, которое на протяжении всей игры оказывает воздействия на ее участников и болельщиков.
Комплексная реализация всех мер предосторожности позволяет обеспечить безопасную биометрическую идентификацию здорового человека по радужной оболочке глаз, но лучше запросить у производителя подтверждающий это сертификат или медицинское заключение.
Изображение сгенерировано нейросетью Kandinsky https://t.me/kandinsky21_bot
Комментарии (1)