一种基于心理视觉调制的信息安全显示方法与流程

1.本发明属于信息安全技术领域，特别涉及一种基于心理视觉调制的信息安全显示方法。


背景技术：

2.随着各种移动智能设备上的照相功能越来越强大，对屏幕的偷拍行为也越来越隐秘且难以被察觉，对重要工作信息产生了安全风险，给隐私保护带来了一定的困扰。


技术实现要素：

3.本发明的目的，在于提供一种基于心理视觉调制的信息安全显示方法，使显示设备展示的图像既能够被用户裸眼正常观看，也能够有效防止被拍照、截屏，提高图像显示的安全性。
4.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
5.一种基于心理视觉调制的信息安全显示方法，包括如下步骤：
6.步骤一，基于需要安全显示的图像i，生成一组子图其中，％表示取余运算，fd为融合画面刷新频率，fc为图像显示装置的刷新频率；
7.步骤二，以不低于fc的刷新频率在图像显示装置上轮换显示
8.上述步骤一的具体过程是：
9.步骤11，生成两个不包含原图信息的子图m1和m2，使得子图与原图之间的差异最大化；
10.步骤12，若ks＝2，则转步骤二；若ks＞2，则基于已生成的子图m1和m2生成再转步骤二。
11.上述步骤11中，子图m1和m2满足以下两个约束条件：
[0012][0013]
其中，函数ρ()表示子图与原图的关联度；φ表示子图与原图无关，即子图不包含原图信息。
[0014]
上述步骤11中，在生成子图之前，先对图像i进行预处理，包含像素空间压缩和分块操作。
[0015]
上述像素空间压缩的过程是：
[0016]
步骤11a，设某个像素的值域为[a,b]，变换后的值域为[u,v]，变换方式如下：
[0017][0018]
式中表示向下取整；
[0019]
步骤11b，对于图像上的任一像素点(x,y)的像素值为f(x,y)，经预处理后的像素值为f(x,y)'，它们之间的变换关系为：
[0020][0021]
上述步骤11的具体过程是：
[0022]
步骤111，将图像i平均分成l个子块并压缩像素空间，每个子块大小为m
×
n，求出每个子块si的最佳修改空间其中，i＝1,2,...,l；
[0023]
步骤112，令m1＝m2＝i，并设定每个子块的修改概率p；
[0024]
步骤113，基于最佳修改空间修改m1和m2，生成子图。
[0025]
上述步骤111中，最佳修改空间的计算公式是：
[0026][0027]
其中，表示子块si的第j个像素点的横纵坐标，表示子块si的第j个像素点生成子图时允许的最大修改量，min()和max()分别表示取最小值和最大值的计算函数。
[0028]
上述步骤113中，利用下式进行修改：
[0029][0030]
其中，ri表示为子块si生成的随机数，ri∈[0,1]，(x,y)∈si表示原图中横纵坐标为(x,y)的像素点的空间位置在子块si内。
[0031]
上述步骤12中，基于子图m1和m2生成m3,...,m
ks
的具体操作如下：
[0032][0033]
采用上述方案后，本发明利用人眼和图像传感器之间成像原理的差异，对需要安全显示的图像进行时域视觉调制，使得裸眼观看的用户可以看到正常显示的图像，而使用包括图像传感器的图像摄取装置只能获取到无意义的图像，在一定程度上保证用户重要信
息的安全显示，防止被恶意拍照、截图，导致信息泄露。
[0034]
本发明的改进点体现在：
[0035]
(1)本发明能够有效防止在显示设备上展示的重要工作信息被拍照、截屏；
[0036]
(2)本发明利用子图与原图之间的差异最大化，保证人眼无法从子图获取原图的关键信息；
[0037]
(3)本发明通过对像素空间进行压缩，能够对图像进行最大程度的修改；
[0038]
(4)本发明基于概率和最佳修改空间，设计子图修改公式，对两个子图的对应子块进行修改，生成最终的能用于安全显示的子图。
附图说明
[0039]
图1是本发明中生成子图的流程图；
[0040]
图2是本发明中压缩像素空间前后的示意图；
[0041]
其中，(a)是原图，(b)是压缩像素空间后的图；
[0042]
图3是本发明中生成的子图；
[0043]
其中，(a)是生成的子图m1，(b)是生成的子图m2；
[0044]
图4是融合图像的融合效果示意图。
具体实施方式
[0045]
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
[0046]
如图1所示，本发明提供一种基于心理视觉调制的信息安全显示方法，设需要安全显示的图像为i，融合画面刷新频率为fd，图像显示装置的刷新频率为fc，在满足的前提下，生成一组基础子图m1,m2,...,mk，则对于以不低于fc的刷新频率轮流显示的子图m1,m2,
…
,mk，由于人眼视觉特性的限制，无法分辨超出临界闪烁频率为60hz(即fd＝60hz)的光学信号，裸眼看到的将会是k个子图的融合图像，而通过图像摄取装置只能获取某一子图。对于刷新频率为120hz(即fc＝120hz)的显示设备，只需满足m1 m2＝2i即可；本发明具体包括如下步骤：
[0047]
步骤s1，根据fd和fc选取拟生成的用于安全显示的子图数量ks，其中ks满足约束条件％表示取余运算，在实际实现时可根据需要选取符合上述约束条件的任何值。
[0048]
步骤s2，生成两个不包含原图信息(即人眼无法从子图获取原图的相关信息)的子图，使得子图与原图之间的差异最大化，即满足以下两个约束条件：
[0049][0050]
其中，m1和m2表示生成的两个子图，i表示原图，函数ρ()表示子图与原图的关联度；φ表示子图与原图无关，即子图不包含原图信息；
[0051]
步骤s21，对图像进行预处理，具体操作如下：
[0052]
a)对图像信息进行像素空间压缩，可配合图2所示：
[0053]
假设每个像素的值域为[a,b]，变换后的值域为[u,v]，变换方式如下：
[0054][0055]
式中表示向下取整；
[0056]
b)假设对于图像上的任一像素点(x,y)的像素值为f(x,y)，经预处理后的像素值为f(x,y)'，它们之间的变换关系为：
[0057][0058]
c)将图像i平均分成l个子块，每个子块大小为m
×
n，将第i块记为si，求出每个子块的最佳修改空间
[0059][0060]
其中，表示为子块si的第j个像素点的横纵坐标，表示子块si的第j个像素点生成子图时允许的最大修改量，min()和max()分别表示取最小值和最大值的计算函数；
[0061]
需要说明的是，本实施例中在对图像进行预处理时，是先进行压缩再分块，实际操作中也可以根据实际情况，先分块再压缩处理，不以本实施例为限；
[0062]
步骤s22，生成能用于安全显示的子图，配合图3所示，具体操作如下：
[0063]
a)初始化m1和m2，令m1＝m2＝i；
[0064]
b)给定每个子块的修改概率，记为p；
[0065]
c)修改m1和m2，生成最终的能用于安全显示的子图，具体操作如下式：
[0066][0067]
其中，ri表示为子块si生成的随机数，ri∈[0,1]，(x,y)∈si表示原图中横纵坐标为(x,y)的像素点的空间位置在子块si内；
[0068]
步骤s3，若ks＝2，则直接以不低于120hz的刷新频率在图像显示装置上轮换显示m1和m2，子图m1和m2的融合效果如图4所示；
[0069]
若ks＞2，则基于已生成的子图m1和m2生成安全显示所需其他子图，具体操作如下：
[0070][0071]
步骤s4，为获得更好的信息安全显示效果，可采用机器学习的方法评估子图质量(即人眼无法获取原图信息)，在满足安全要求的基础上选最小修改空间。
[0072]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。