基于空域心理視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種信號(hào)和圖像處理技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種基于空域心理 視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，從家庭電視、電腦屏幕到手機(jī)、平板屏幕，如今顯示裝 置已經(jīng)得到普及。信息顯示已經(jīng)融入了人們的日常工作和生活，成為不可分割的一部分。然 而，信息顯示所帶來的隱私問題引起了人們的關(guān)注。在一些人流較密集的公共場(chǎng)合，使用手 機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備時(shí)，由于屏幕較大，極易被旁人看到屏幕上呈現(xiàn)的私密信 息。因此，一種信息安全顯示的方法極為重要。
[0003] 現(xiàn)存的信息安全顯示方案有為3M公司所提出的WO 2012033583 A1，公開日 2012-3-15, "Switchable privacy filter"（可調(diào)節(jié)隱私過濾器）。該方法通過在屏幕前 加裝光控制薄膜，控制光的傳輸，使光只能垂直通過（觀看角度為0度），而隨著觀看角度 的增加，光控制薄膜的透光率下降。即只有垂直于屏幕的用戶才能夠觀看到屏幕上的內(nèi)容， 而隨著觀看角度變大，屏幕變暗，直到一個(gè)特定角度光線被完全阻隔，用戶將完全看不到信 息。這種方法雖然實(shí)現(xiàn)了信息隱藏的功能，但需要在屏幕加裝光控制薄膜，成本較高，可視 角度較小，且在用戶身后的旁觀者仍能看到其私密信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的信息安全顯示可視角度差、無(wú)法防止身后用戶偷窺且成本較 高，提供一種基于空域心理視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)，通過空域調(diào)制的方式充分利用 了高像素密度顯示裝置的視覺冗余，實(shí)現(xiàn)了信息安全顯示的功能。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種基于空域心理視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一顯示 裝置和與之匹配且可根據(jù)不同用戶定制的輔助觀看裝置。其中：
[0007] 所述顯示裝置，用于顯示一組特定構(gòu)圖基組XJPX2，該構(gòu)圖基組\和X2W特定的 空間排列在所述顯示裝置上的不同區(qū)域同時(shí)播出；
[0008] 所述輔助觀看裝置，位于所述顯示裝置和人眼之間，用于輔助觀看所述顯示裝置 所播放的構(gòu)圖基組XdPX 2，并通過調(diào)節(jié)所述顯示裝置的顯示面不同構(gòu)圖基的顯示區(qū)域與人 眼之間的光強(qiáng)傳遞率，對(duì)構(gòu)圖基組&和乂 2信息進(jìn)行空域幅度調(diào)制，調(diào)制后人眼所看到的信 息/圖像為所需的真實(shí)信息/圖像。
[0009] 優(yōu)選的，所述顯示裝置顯示的構(gòu)圖基組XdPX2，通過裸眼看到的圖像為所播放的 兩個(gè)構(gòu)圖基的疊加 Ytl= X i+X2，為干擾信息/圖像。
[0010] 優(yōu)選的，所述的輔助觀看裝置通過對(duì)所述顯示裝置的顯示面構(gòu)圖基組XdPX2區(qū)域 到人眼的光線從全阻隔、半透明到全通過，即0至1之間任意調(diào)節(jié)的加權(quán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)圖基組 XdPX2的幅度調(diào)制。更進(jìn)一步地，對(duì)于每一個(gè)輔助觀看裝置的視圖，對(duì)構(gòu)圖基組的不同構(gòu) 圖基有相同或不同的調(diào)制權(quán)值。
[0011] 優(yōu)選的，所述顯示裝置為一高像素密度（高于200ppi)的顯示裝置。
[0012] 優(yōu)選的，所述輔助觀看裝置可為光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置，例如兩片分別對(duì)應(yīng)左右眼的偏振 玻璃，同時(shí)對(duì)與之匹配的顯示裝置不同像素或像素塊發(fā)出的光進(jìn)行不同方向的偏振。該光 強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置通過改變與顯示裝置發(fā)出光的偏振方向所成的角度，根據(jù)需要的調(diào)制權(quán)重，在 全阻隔到全通過之間任意調(diào)節(jié)其透光率。
[0013] 本發(fā)明提供一種基于空域心理視覺調(diào)制（SPVM)的信息安全顯示方法，其中：顯示 裝置通過以某空域排列播出構(gòu)圖基組XJPX 2，若這組構(gòu)圖基未經(jīng)過空域調(diào)制直接進(jìn)入人 目艮，將融合成干擾信息/圖像；而當(dāng)這組構(gòu)圖基經(jīng)過與所述顯示裝置匹配的輔助觀看裝置 觀看時(shí)，輔助觀看裝置濾除干擾信息基并顯示所需的真實(shí)信息/圖像，實(shí)現(xiàn)信息安全顯示 的功能。
[0014] 人眼分辨能力有限（在正常觀看距離下為200PPI)，當(dāng)不通過匹配的輔助觀看裝 置直接觀看時(shí)，若兩組構(gòu)圖基&和X 2的以空域相互交錯(cuò)地排列，由于顯示裝置像素密度較 高，導(dǎo)致人眼無(wú)法分辨出構(gòu)圖基&和X 2。故通過裸眼看到的視圖Ytl為兩個(gè)構(gòu)圖基的疊加 Y。 =X1+X2 〇
[0015] 所述的構(gòu)圖基組XJPX2，與之對(duì)應(yīng)地，構(gòu)圖基組經(jīng)過輔助觀看裝置不同權(quán)重的空 域調(diào)制后生成的圖像Y 1, Y2，…，Yn，N是的正整數(shù)。而對(duì)于裸眼用戶，未經(jīng)調(diào)制的空域信號(hào)融 合成的圖像為Y〇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于空域屯、理視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括一顯示裝置和 與之匹配的輔助觀看裝置，其中： 所述顯示裝置，用于顯示一組特定構(gòu)圖基組Xi和X2,該構(gòu)圖基組Xi和X2W特定的空間 排列在所述顯示裝置上的不同區(qū)域同時(shí)播出； 所述輔助觀看裝置，位于所述顯示裝置和人眼之間，用于輔助觀看所述顯示裝置所播 放的構(gòu)圖基組Xi和X2,并通過調(diào)節(jié)所述顯示裝置的顯示面不同構(gòu)圖基的顯示區(qū)域與人眼之 間的光強(qiáng)傳遞率，對(duì)構(gòu)圖基組Xi和X2信息進(jìn)行空域幅度調(diào)制，調(diào)制后人眼所看到的信息/ 圖像為所需的真實(shí)信息/圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置顯示的構(gòu)圖基組X1和X2,通 過裸眼看到的圖像為所播放的兩個(gè)構(gòu)圖基的疊加Yu=X1+X2,為干擾信息/圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助觀看裝置通過對(duì)所 述顯示裝置的顯示面構(gòu)圖基組Xi和X2區(qū)域到人眼的光線從全阻隔、半透明到全通過，即0 至1之間任意調(diào)節(jié)的加權(quán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)圖基組Xi和X2的幅度調(diào)制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于每一個(gè)輔助觀看裝置的視圖，對(duì)構(gòu)圖 基組的不同構(gòu)圖基有相同或不同的調(diào)制權(quán)值。
5. -種基于空域屯、理視覺調(diào)制的信息安全顯示方法，其特征在于： 顯示裝置通過W某空域排列播出構(gòu)圖基組Xi和X,，若該組構(gòu)圖基未經(jīng)過空域調(diào)制直接 進(jìn)入人眼，將融合成干擾信息/圖像； 而當(dāng)該組構(gòu)圖基經(jīng)過與所述顯示裝置匹配的輔助觀看裝置觀看時(shí)，輔助觀看裝置濾除 干擾信息基并顯示所需的真實(shí)信息/圖像，實(shí)現(xiàn)信息安全顯示的功能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述顯示裝置顯示的構(gòu)圖基組X1和X2,與 之對(duì)應(yīng)地，構(gòu)圖基組Xi和X2經(jīng)過輔助觀看裝置不同權(quán)重的空域調(diào)制后生成的真實(shí)信息/圖 像Yi;而對(duì)于裸眼用戶，未經(jīng)調(diào)制的空域信號(hào)融合成的干擾信息/圖像為Y。，Yu=X1+X2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過調(diào)整空域調(diào)制權(quán)重向量W和構(gòu)圖基組 Xi和X2來實(shí)現(xiàn)信息安全功能，所述調(diào)制權(quán)重向量W，其為1行2列，由2個(gè)權(quán)值組成，其中W1 和胖2分別對(duì)應(yīng)構(gòu)圖基組X1和X2,為使用匹配的輔助觀看裝置的空域調(diào)制權(quán)重。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對(duì)于最終在人眼合成的真實(shí)信息/圖Y1， 是由構(gòu)圖基組Xi和X2經(jīng)過匹配的輔助觀看裝置空域調(diào)制后的在人眼中融合而成，由于顯示 裝置播放的構(gòu)圖基光強(qiáng)不可能為負(fù)值，即必須滿足Xi和X,非負(fù)，同時(shí)由于選用非自發(fā)光式 輔助觀看裝置，其透光率非負(fù)且無(wú)法增強(qiáng)原有光強(qiáng)，即調(diào)制系數(shù)只能在0和1之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，匹配的輔助觀看裝置設(shè)置為允許構(gòu)圖基 Xi所在的區(qū)域光線通過，同時(shí)阻隔構(gòu)圖基X2所在的區(qū)域光線通過。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征是，為使用戶通過匹配的輔助觀看裝 置看到其所需的真實(shí)信息/圖像，而旁觀者只能通過裸眼觀看到欺騙性的干擾信息/圖像， 需求解如下矩陣非負(fù)分解問題；
其中0《1 ;0《X《255 ; 其中；Y= (Y。，Yi)，分別對(duì)應(yīng)于裸眼和佩戴輔助觀看裝置用戶所看到的目標(biāo)圖像，而W 和X分別對(duì)應(yīng)上述調(diào)制權(quán)重向量和構(gòu)圖基組矩陣； 通過求得上述問題的最優(yōu)解，根據(jù)給定的需求圖像Y，求解構(gòu)圖基組X和與之對(duì)應(yīng)的權(quán) 重向量W，最終使等式
得到充分滿足，其中；(Ya，Yi)分別對(duì)應(yīng)于裸眼和佩戴輔助觀看裝置用戶所看到的目標(biāo) 圖像，而W和X分別對(duì)應(yīng)上述調(diào)制權(quán)重向量和構(gòu)圖基組矩陣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，信息安全顯示的一種實(shí)現(xiàn)方式 為：令構(gòu)圖基Xi顯不私密f目息S，同時(shí)讓構(gòu)圖基X2顯不I-X1，其中I為干擾視圖。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是，先將干擾視圖I畫面灰度值從原來 [0, 25引范圍映射到[128, 25引區(qū)間，即I' = 1/化128,同時(shí)將Xi畫面映射到[0, 127]的 灰度值區(qū)間，即X'1=S/2 ;使所述顯示裝置在不同區(qū)域同時(shí)隔行播放構(gòu)圖基X1=S/2與X2 =r-X'i= 1/化 128-S/2。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征是，裸眼用戶直接觀看到Y(jié)。=Xi+X2=I'的 干擾信息/圖像，戴所述輔助觀看裝置的用戶看到Y(jié)i=Xi=S/2的隱私信息，所述輔助觀 看裝置的左右眼鏡片偏振方向均與顯示構(gòu)圖基Xi區(qū)域偏振光方向相同，即使調(diào)制權(quán)重Wi= 1，同時(shí)胖2= 0,實(shí)現(xiàn)信息安全顯示的功能。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于空域心理視覺調(diào)制的信息安全顯示系統(tǒng)及方法，其中：顯示裝置通過以某空域排列播出構(gòu)圖基組，若這組構(gòu)圖基未經(jīng)過空域調(diào)制直接進(jìn)入人眼，將融合成干擾信息/圖像；而當(dāng)這組構(gòu)圖基經(jīng)過與所述顯示裝置匹配的輔助觀看裝置觀看時(shí)，輔助觀看裝置濾除干擾信息基并顯示所需的真實(shí)信息/圖像，實(shí)現(xiàn)信息安全顯示的功能。根據(jù)當(dāng)今顯示器分辨率的不斷提高與人眼在一定觀察距離下只能分辨能力有限的特性，采用顯示裝置和與之匹配的輔助觀看裝置，對(duì)于要顯示的信息進(jìn)行特定的空域心理視覺調(diào)制，取得了對(duì)戴輔助觀看的用戶顯示私密信息，而同時(shí)裸眼用戶只能在屏幕上看到干擾畫面的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了信息安全顯示的實(shí)際應(yīng)用。
【IPC分類】H04N13-04, H04N13-00
【公開號(hào)】CN104796686
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510161559
【發(fā)明人】胡春嘉, 翟廣濤, 高忠派
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月7日