基于空域心理视觉调制的信息安全显示系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种信号和图像处理技术领域的系统，具体是一种基于空域心理 视觉调制的信息安全显示系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着显示技术的飞速发展，从家庭电视、电脑屏幕到手机、平板屏幕，如今显示装 置已经得到普及。信息显示已经融入了人们的日常工作和生活，成为不可分割的一部分。然 而，信息显示所带来的隐私问题引起了人们的关注。在一些人流较密集的公共场合，使用手 机、平板电脑、笔记本电脑等设备时，由于屏幕较大，极易被旁人看到屏幕上呈现的私密信 息。因此，一种信息安全显示的方法极为重要。
[0003] 现存的信息安全显示方案有为3M公司所提出的WO 2012033583 A1，公开日 2012-3-15, "Switchable privacy filter"（可调节隐私过滤器）。该方法通过在屏幕前 加装光控制薄膜，控制光的传输，使光只能垂直通过（观看角度为0度），而随着观看角度 的增加，光控制薄膜的透光率下降。即只有垂直于屏幕的用户才能够观看到屏幕上的内容， 而随着观看角度变大，屏幕变暗，直到一个特定角度光线被完全阻隔，用户将完全看不到信 息。这种方法虽然实现了信息隐藏的功能，但需要在屏幕加装光控制薄膜，成本较高，可视 角度较小，且在用户身后的旁观者仍能看到其私密信息。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有的信息安全显示可视角度差、无法防止身后用户偷窥且成本较 高，提供一种基于空域心理视觉调制的信息安全显示系统，通过空域调制的方式充分利用 了高像素密度显示装置的视觉冗余，实现了信息安全显示的功能。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明提供一种基于空域心理视觉调制的信息安全显示系统，该系统包括一显示 装置和与之匹配且可根据不同用户定制的辅助观看装置。其中：
[0007] 所述显示装置，用于显示一组特定构图基组XJPX2，该构图基组\和X2W特定的 空间排列在所述显示装置上的不同区域同时播出；
[0008] 所述辅助观看装置，位于所述显示装置和人眼之间，用于辅助观看所述显示装置 所播放的构图基组XdPX 2，并通过调节所述显示装置的显示面不同构图基的显示区域与人 眼之间的光强传递率，对构图基组&和乂 2信息进行空域幅度调制，调制后人眼所看到的信 息/图像为所需的真实信息/图像。
[0009] 优选的，所述显示装置显示的构图基组XdPX2，通过裸眼看到的图像为所播放的 两个构图基的叠加 Ytl= X i+X2，为干扰信息/图像。
[0010] 优选的，所述的辅助观看装置通过对所述显示装置的显示面构图基组XdPX2区域 到人眼的光线从全阻隔、半透明到全通过，即0至1之间任意调节的加权，实现对构图基组 XdPX2的幅度调制。更进一步地，对于每一个辅助观看装置的视图，对构图基组的不同构 图基有相同或不同的调制权值。
[0011] 优选的，所述显示装置为一高像素密度（高于200ppi)的显示装置。
[0012] 优选的，所述辅助观看装置可为光强调节装置，例如两片分别对应左右眼的偏振 玻璃，同时对与之匹配的显示装置不同像素或像素块发出的光进行不同方向的偏振。该光 强调节装置通过改变与显示装置发出光的偏振方向所成的角度，根据需要的调制权重，在 全阻隔到全通过之间任意调节其透光率。
[0013] 本发明提供一种基于空域心理视觉调制（SPVM)的信息安全显示方法，其中：显示 装置通过以某空域排列播出构图基组XJPX 2，若这组构图基未经过空域调制直接进入人 目艮，将融合成干扰信息/图像；而当这组构图基经过与所述显示装置匹配的辅助观看装置 观看时，辅助观看装置滤除干扰信息基并显示所需的真实信息/图像，实现信息安全显示 的功能。
[0014] 人眼分辨能力有限（在正常观看距离下为200PPI)，当不通过匹配的辅助观看装 置直接观看时，若两组构图基&和X 2的以空域相互交错地排列，由于显示装置像素密度较 高，导致人眼无法分辨出构图基&和X 2。故通过裸眼看到的视图Ytl为两个构图基的叠加 Y。 =X1+X2 〇
[0015] 所述的构图基组XJPX2，与之对应地，构图基组经过辅助观看装置不同权重的空 域调制后生成的图像Y 1, Y2，…，Yn，N是的正整数。而对于裸眼用户，未经调制的空域信号融 合成的图像为Y〇。
【主权项】
1. 一种基于空域屯、理视觉调制的信息安全显示系统，其特征在于，包括一显示装置和 与之匹配的辅助观看装置，其中： 所述显示装置，用于显示一组特定构图基组Xi和X2,该构图基组Xi和X2W特定的空间 排列在所述显示装置上的不同区域同时播出； 所述辅助观看装置，位于所述显示装置和人眼之间，用于辅助观看所述显示装置所播 放的构图基组Xi和X2,并通过调节所述显示装置的显示面不同构图基的显示区域与人眼之 间的光强传递率，对构图基组Xi和X2信息进行空域幅度调制，调制后人眼所看到的信息/ 图像为所需的真实信息/图像。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示装置显示的构图基组X1和X2,通 过裸眼看到的图像为所播放的两个构图基的叠加Yu=X1+X2,为干扰信息/图像。
3. 根据权利要求1-2任一项所述的系统，其特征在于，所述的辅助观看装置通过对所 述显示装置的显示面构图基组Xi和X2区域到人眼的光线从全阻隔、半透明到全通过，即0 至1之间任意调节的加权，实现对构图基组Xi和X2的幅度调制。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，对于每一个辅助观看装置的视图，对构图 基组的不同构图基有相同或不同的调制权值。
5. -种基于空域屯、理视觉调制的信息安全显示方法，其特征在于： 显示装置通过W某空域排列播出构图基组Xi和X,，若该组构图基未经过空域调制直接 进入人眼，将融合成干扰信息/图像； 而当该组构图基经过与所述显示装置匹配的辅助观看装置观看时，辅助观看装置滤除 干扰信息基并显示所需的真实信息/图像，实现信息安全显示的功能。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述显示装置显示的构图基组X1和X2,与 之对应地，构图基组Xi和X2经过辅助观看装置不同权重的空域调制后生成的真实信息/图 像Yi;而对于裸眼用户，未经调制的空域信号融合成的干扰信息/图像为Y。，Yu=X1+X2。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过调整空域调制权重向量W和构图基组 Xi和X2来实现信息安全功能，所述调制权重向量W，其为1行2列，由2个权值组成，其中W1 和胖2分别对应构图基组X1和X2,为使用匹配的辅助观看装置的空域调制权重。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于最终在人眼合成的真实信息/图Y1， 是由构图基组Xi和X2经过匹配的辅助观看装置空域调制后的在人眼中融合而成，由于显示 装置播放的构图基光强不可能为负值，即必须满足Xi和X,非负，同时由于选用非自发光式 辅助观看装置，其透光率非负且无法增强原有光强，即调制系数只能在0和1之间。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，匹配的辅助观看装置设置为允许构图基 Xi所在的区域光线通过，同时阻隔构图基X2所在的区域光线通过。
10. 根据权利要求5-9任一项所述的方法，其特征是，为使用户通过匹配的辅助观看装 置看到其所需的真实信息/图像，而旁观者只能通过裸眼观看到欺骗性的干扰信息/图像， 需求解如下矩阵非负分解问题；
其中0《1 ;0《X《255 ; 其中；Y= (Y。，Yi)，分别对应于裸眼和佩戴辅助观看装置用户所看到的目标图像，而W 和X分别对应上述调制权重向量和构图基组矩阵； 通过求得上述问题的最优解，根据给定的需求图像Y，求解构图基组X和与之对应的权 重向量W，最终使等式
得到充分满足，其中；(Ya，Yi)分别对应于裸眼和佩戴辅助观看装置用户所看到的目标 图像，而W和X分别对应上述调制权重向量和构图基组矩阵。
11. 根据权利要求5-9任一项所述的方法，其特征在于，信息安全显示的一种实现方式 为：令构图基Xi显不私密f目息S，同时让构图基X2显不I-X1，其中I为干扰视图。
12. 根据权利要求11所述的系统，其特征是，先将干扰视图I画面灰度值从原来 [0, 25引范围映射到[128, 25引区间，即I' = 1/化128,同时将Xi画面映射到[0, 127]的 灰度值区间，即X'1=S/2 ;使所述显示装置在不同区域同时隔行播放构图基X1=S/2与X2 =r-X'i= 1/化 128-S/2。
13. 根据权利要求12所述的系统，其特征是，裸眼用户直接观看到Y。=Xi+X2=I'的 干扰信息/图像，戴所述辅助观看装置的用户看到Yi=Xi=S/2的隐私信息，所述辅助观 看装置的左右眼镜片偏振方向均与显示构图基Xi区域偏振光方向相同，即使调制权重Wi= 1，同时胖2= 0,实现信息安全显示的功能。
【专利摘要】本发明公开一种基于空域心理视觉调制的信息安全显示系统及方法，其中：显示装置通过以某空域排列播出构图基组，若这组构图基未经过空域调制直接进入人眼，将融合成干扰信息/图像；而当这组构图基经过与所述显示装置匹配的辅助观看装置观看时，辅助观看装置滤除干扰信息基并显示所需的真实信息/图像，实现信息安全显示的功能。根据当今显示器分辨率的不断提高与人眼在一定观察距离下只能分辨能力有限的特性，采用显示装置和与之匹配的辅助观看装置，对于要显示的信息进行特定的空域心理视觉调制，取得了对戴辅助观看的用户显示私密信息，而同时裸眼用户只能在屏幕上看到干扰画面的结果，实现了信息安全显示的实际应用。
【IPC分类】H04N13-04, H04N13-00
【公开号】CN104796686
【申请号】CN201510161559
【发明人】胡春嘉, 翟广涛, 高忠派
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月7日