圖像解密系統的製作方法
2023-06-01 21:30:31
專利名稱：圖像解密系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像解密系統。本發明尤其涉及一種用於在視覺上對加密圖像進行解密的系統，該系統包括用於顯示加密圖像的顯示設備，以及用於在視覺上對該顯示設備上顯示的加密圖像進行解密的解密設備。本發明還涉及一種在視覺上對加密圖像進行解密的方法，一種用於在視覺上對加密圖像進行解密的解密設備以及一種用於顯示加密圖像的顯示設備。
眾所周知，加密圖像是為了防止識別該圖像或者防止未授權的人閱讀其內容。在例如歐洲專利申請EP0260815中公開了一種加密圖像的技術。這種技術還稱作視覺密碼術，其採用重疊的兩個圖案產生可識別的圖像。為此，將原始圖像轉變為兩個隨機化部分或者圖案，這兩部分或圖案均不包含任何可看到的圖像信息。在透明膠片上印刷這些圖案之一，或者在至少部分透明的顯示器上顯示這些圖案之一，從而使得這些圖案在觀看者的眼睛中組合。
然而，這種原始圖像的轉變通常造成像元數量的增加，該像元也稱作圖元(像素)，同時解析度降低。典型的是，加密圖像所包含的像元是原始圖像像元數量的兩倍，或者當要保持圖像的長寬比時，加密圖像所包含的像元是原始圖像像元數量的四倍。
國際專利申請WO03/067797(菲利普)公開了一種用於重建利用視覺加密術預先加密的圖形信息的方法和設備。顯示設備(「客戶設備」)和解密設備均設有液晶顯示器(LCD)。如果加密信息序列中的數據位表示「1」，則激勵第一(顯示設備)液晶顯示器中的單元，如果所述數據位表示「0」，則不激勵該單元。類似的是，如果密鑰序列中的相應數據位表示「0」，則激勵第二(解密設備)液晶顯示器中的單元，如果所述數據位表示「1」，則不激勵該單元。然後，使第一和第二顯示器疊加，並且將它們置於偏振濾光器之間，從而在視覺上重建該圖形信息。
已知的方法和設備允許對原始圖形信息(即加密圖像)進行非常有效和高解析度的重建，而不會增加任何一個隨機化圖案中的像素數量。然而，該已知方法和設備的缺點在於不能獨立使用該解密設備，這是因為其依賴於終端的偏振濾光器該設備不能在其液晶顯示器的兩側具有偏振濾光器，這是因為這將導致偏振器位於兩個液晶顯示器之間，從而消除這些顯示器的光旋轉效果。這樣就嚴重地限制了該解密設備的實際應用。
此外，已知的方法和設備不能與現有顯示設備輕易地一起使用。已知的方法需要設置在第一液晶顯示器與偏振濾光器之間的第二液晶顯示器。為此，在終端中提供了用於插入解密設備的專用槽。可選擇的是，能夠去除該偏振濾光器的一部分，從而在沒有提供槽時允許這些液晶顯示器疊加。然而，顯而易見的是現有的顯示器通常不具有這種槽或者部分去除的偏振濾光器。
本發明的目的是克服現有技術的這些和其它問題，並且提供一種利用液晶顯示器對加密圖像進行解密的系統，該系統允許獨立使用顯示設備和解密設備。
因此，本發明提供了一種用於在視覺上對加密圖像進行解密的系統，該系統包括顯示加密圖像的顯示設備，該顯示設備包括第一偏振元件；第一液晶顯示器和第二偏振元件；其設置為使得入射到第一偏振元件的光可以通過第一液晶顯示器和第二偏振元件，該系統還包括用於在視覺上對該顯示設備上顯示的加密圖像進行解密的解密設備，該解密設備包括第三偏振元件；第二液晶顯示器；以及第四偏振元件；其設置為使得從顯示設備接收並且入射到第三偏振元件上的光可以通過第二液晶顯示器和第四偏振元件，其中該第三偏振元件包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。
通過提供能夠在兩種狀態之間切換的偏振元件，實現了一種非常通用的解密設備，其中在一種狀態下該元件用作偏振器，而在另一種狀態下關閉偏振作用。當與顯示設備結合使用時，例如當在視覺上解密圖像時，該可切換偏振元件關閉。當用於其它應用時，例如用於觀察未加密(「純文本」)圖像時，該可切換偏振元件打開。
該可切換偏振元件還允許向顯示設備提供兩個偏振元件。由於一個元件能夠關閉，因此當該元件位於兩個液晶元件之間時不再成為問題。
在第一實施例中，根據上述現有技術來設計該顯示設備，其具有用於插入解密設備的槽。然而，在第二實施例中，由於第二偏振元件包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器，因此不再需要提供該槽。也就是說，能夠打開或關閉面對解密設備的該顯示設備的偏振元件。這樣就允許該顯示設備既用於在第二偏振元件打開的情況下顯示規則(未加密)圖像，又用於在第二偏振元件關閉的情況下結合上述解密設備在視覺上解密圖像。可以理解，根據本發明的顯示設備還允許使用僅具有單一偏振元件的解密設備，也就是說，根據現有技術的解密設備。
可以手動實現可切換偏振元件的切換，但是優選自動進行切換。在優選實施例中，在顯示設備和/或解密設備中提供用於檢測是否存在對應設備並且切換一個或多個可切換偏振元件的傳感器。這些傳感器可以是光學的、機械的或者電磁的。
儘管本發明的系統稱作用於對加密圖像進行解密的系統，還能夠將其看作用於重建圖形信息的系統，「重建」是指解碼技術，「圖形信息」是指加密圖像。在本發明的說明書中，假設已經利用視覺密碼術或者類似的技術加密了該圖像，並且該加密圖像是兩個」份額」之一，這兩部分均未揭示圖像，除非它們疊加在一起，然而本發明不是這樣限定的。
本發明還提供了一種用於顯示加密圖像的顯示設備，該顯示設備包括第一偏振元件；第一液晶顯示器；以及第二偏振元件；其設置為使得入射到第一偏振元件上的光可以通過第一液晶顯示器和第二偏振元件，其中第二偏振元件包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。
這種顯示設備既可以用於在視覺上解密圖像，又可以用於觀察未加密圖像。儘管可以向本發明的顯示設備提供用於插入解密設備的槽，但是由於該解密設備可以置於顯示設備之前，因而通常不必這樣做。
本發明還提供了一種用於在視覺上對發射偏振光的顯示設備上顯示的加密圖像進行解密的解密設備，該解密設備包括第三偏振元件；第二液晶顯示器；第四偏振元件；其設置為使得從顯示設備接收並且入射到第三偏振元件上的光可以通過第二液晶顯示器和第四偏振元件，其中該第三偏振元件包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。
這種解密設備可以用作供觀察(未加密)圖像使用的獨立設備，這是因為其具有兩個偏振元件，分別位於液晶顯示器的兩側。此外，其可以用作結合適當顯示設備的專用解密設備，這是因為一個偏振元件可以關閉。
本發明還提供了一種在視覺上對加密圖像進行解密的方法，該方法包括在顯示設備上顯示加密圖像的第一步，該顯示設備包括第一偏振元件；第一液晶顯示器；和第二偏振元件；其設置為使得入射到第一偏振元件上的光可以通過第一液晶顯示器和第二偏振元件，該方法包括利用解密設備的另一步驟，該解密設備包括第三偏振元件；第二液晶顯示器；第四偏振元件，其設置為使得從顯示設備接收併入射到第三偏振元件上的光可以通過第二液晶顯示器和第四偏振元件，其中第三偏振元件包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。
在本發明的方法中，該第二偏振元件優選包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。
以下參照結合附圖所示的示例性實施例，進一步說明本發明，在附圖中
圖1示意表示了根據本發明的用於在視覺上解密圖像的系統。
圖2示意表示了根據本發明的顯示設備和解密設備的第一實施例。
圖3示意表示了在從顯示設備上拆除了解密設備的情況下圖2的圖4示意表示了根據本發明的顯示設備和解密設備的第二實施例。
圖5示意表示了在從顯示設備上拆除了解密設備的情況下圖4的圖6示意表示了用於本發明的可切換偏振器。
圖1中僅以非限定性實例的方式表示的系統100包括顯示設備(終端)1和解密設備2。該終端1可以是個人計算機，其優選連接到網際網路或者其它網絡，例如LAN(區域網)，還可以是用於實施金融交易的自動櫃員機(ATM)，或者能夠顯示圖像的其它類型終端。
終端1可以通過網絡從遠程伺服器(未示出)接收圖像。為了保密，利用視覺密碼術對該圖像加密；根據原始圖像，製作兩個部分圖像或者「份額」，它們均不包含原始圖像上的任何可見信息。一個份額作為密鑰存儲到解密設備2中，另一個份額顯示在終端1上。該解密設備2具有透明顯示器26，當解密設備置於該終端的顯示屏16之前時，該顯示器允許看到這兩個份額，並且由此「解密」該加密圖像。該組合份額允許用戶識別原始圖像。參考上述的國際專利申請WO03/067797，在本文中一併引入該申請的全部內容。
在所示實施例中，向終端1提供用於檢測是否存在解密設備2的傳感器15。優選的是，向該解密設備2提供用於檢測是否存在顯示終端1的傳感器25。這些傳感器的功能將在後面參照圖4和圖5進行說明。
為了提供高解析度圖像，利用如圖2示意表示的兩個液晶顯示器和一組偏振器。光源10容納在終端(顯示設備)1中，該終端還包括第一偏振器11、第二偏振器12和(第一)液晶顯示器13。解密設備2包括第三偏振器21、第四偏振器22和另一個(第二)液晶顯示器23。如圖所示，該解密設備2插在第一液晶顯示器13與第四偏振器22之間。注意，第四偏振器22是可選的，並且僅用於允許獨立使用該顯示設備1，也就是說當拆除了解密設備2時。
在圖2中，來自光源10的光通過第一偏振器11。因此，入射到第一液晶顯示器13上的光具有(例如)水平方向。光通過第一液晶顯示器13，並且根據單獨的液晶顯示元件的作用受到90°的選擇性旋轉(圖2中由「r」表示)。在根據上述現有技術的系統中，光繼而通過第二液晶顯示器23，在通過也具有(例如)水平定向的第二偏振器12之前，根據單獨的液晶顯示元件的作用，再次選擇性地受到90°的旋轉。顯而易見，光兩次旋轉了90°，即180°，其將通過第二偏振器12，成為根本沒有旋轉的光，從而產生亮像素(像元)。僅旋轉了一次(即90°)的光將不能夠通過，從而產生暗像素。
如圖2所示，在第一液晶顯示器與第二液晶顯示器之間放置(第三)偏振器21將使該配置失效，這是因為由第一液晶顯示器旋轉了一次(即90°)的所有光將被該偏振器遮擋。這表示不能獨立使用該解密設備2，也就是說如果沒有顯示設備1，則不能使用該解密設備，這是因為其適當的功能取決於在光源與(第二)液晶顯示器之間是否存在偏振器。
換句話說，顯示設備1和解密設備2在其各個液晶顯示器的任一側都需要偏振元件，從而獨立工作，但是將偏振器置於兩個液晶顯示器之間，從而造成該組合配置停止工作。
本發明利用可切換偏振器作為第三偏振器21，對此問題提供了一種非常簡單和有效的解決方案。可切換偏振器是一種光學組件，其從基本上非偏振(透明)態變為基本上偏振態。可切換偏振器的實例是液晶材料層，其包括光學上各向異性的染料分子(所謂的「施主」液晶系統)。該施主層位於兩個透明電極之間。當沒有向這兩個電極施加電壓時，所有染料分子(和液晶分子)是隨機取向的，並且光在未變成偏振光的情況下通過該層。然而，如果將電壓施加到這兩個電極，那麼液晶分子旋轉到優選的方向，從而也旋轉染料分子。有序染料分子將通過該層的光變為偏振光。
當該解密設備結合終端1使用時，該可切換偏振器21能夠關閉，從而導致第一液晶顯示器13與第二液晶顯示器23之間不存在任何偏振。然而，當獨立使用該解密設備時，例如用於觀察未加密(「純文本」)圖像時，能夠打開該可切換偏振器21。因此，本發明的解密設備也能夠用作常規的LCD觀察設備。圖3中示意表示了這種情況，其中已經從顯示設備1上拆除了解密設備2(偏振器21和22以及液晶顯示器23)。如圖所示，這兩個設備在其各個液晶顯示器的任一側上具有單一的偏振器，從而可以獨立使用它們。
圖4和5中示意表示了本發明的優選實施例。在本實施例中，該解密設備2在該顯示設備中未置於該顯示設備的第一液晶顯示器13與第二偏振器12之間，而是置於第二偏振器12之前，位於顯示設備1之外。如圖所示，這就導致兩個偏振器(12和21)位於第一液晶顯示器13與第二液晶顯示器23之間。如上所述，這種配置通常造成視覺解密失效。然而，根據本發明的這個實施例，第三偏振器12和第四偏振器21都是可切換偏振器，從而允許這些偏振器在解密設備2置於顯示設備1的顯示屏之前時關閉。因此，在第一液晶顯示器13與第二液晶顯示器23之間基本上沒有出現光旋轉，該設置如希望的那樣工作。
當從顯示設備1拆除了解密設備2時，如圖5所示，該可切換偏振器12和21打開，從而允許獨立使用該顯示設備1和解密設備2。
注意，可以例如通過按下各個設備上的適當按鈕手動地，或者例如響應檢測元件(包括圖1中的傳感器15和25)自動地打開和關閉該可切換偏振器。該檢測元件可以包括能夠檢測是否存在對應設備的機械、光學和/或機電傳感器。該檢測元件還可以包括用於處理傳感器信號的信號處理裝置。這樣，可以在沒有用戶的任何幹涉的情況下操縱該可切換偏振器。
在優選實施例中，顯示設備的檢測裝置和解密設備的檢測裝置可以交換信息，從而校驗該設備的可靠性。可以設想到，該可切換偏振器僅在已經證明了可靠性時關閉。
該解密設備2包含密鑰(部分圖像或者「份額」)，該密鑰確定了第二液晶顯示器23的各個元件的激勵。優選的是，將一組密鑰，而不是單一的密鑰存儲到解密設備中，從而增強該視覺密碼術系統的安全性。本領域技術人員清楚，為此目的可以提供適當的存儲電路。此外，該解密設備2可以包括其它組件，例如PRG(偽隨機發生器)，以用於生成隨機數。
圖6的示意圖表示了可切換偏振器可以如何影響光源10產生的光。光9最初是非偏振的，並且不具有特定的定向。在第一模式I下，該可切換偏振器8打開並且使光9偏振。在所示實例中，偏振方向是水平的。偏振器8發出的光9』是水平偏振光。然而，在第二模式II下，偏振關閉，並且偏振器8發出的光9』不是偏振光，並且不具有特定的定向。
本發明基於以下理解，即在視覺密碼術系統中提供至少一個可切換偏振元件，允許偏振元件置於兩個液晶層之間，同時保持其用於視覺加密的光旋轉屬性。本發明受益於其它理解，即可切換偏振元件允許獨立使用解密設備，可能還有顯示設備。
本發明特別用於實施安全交易，例如(網際網路)銀行或者網際網路購物。此外，本發明的解密設備還能夠用作供獨立觀察圖像使用的觀察器，該圖像例如圖片、電影、視頻等，前提是根據這些圖像提供了用於控制液晶顯示器的適當電路。本發明的解密設備優選是能夠由用戶攜帶的便攜手持設備。這種便攜設備還非常適於希望高安全級的ATM(自動櫃員機)交易。
注意，儘管已經參照液晶顯示器描述了本發明，但是本發明不受此限制，並且可以使用任何其它提供選擇性偏振的透明顯示器。
還要注意，本文中使用的任意術語不應解釋為限制本發明的範圍。特別是，詞語「包括」和「包含」不表示排除未具體闡述的任何元件。可以利用多個(電路)元件或者其等價物來取代單一的(電路)元件。
本領域的技術人員可以理解，本發明不限於上述實施例，並且可以在不背離權利要求所限定的本發明範圍的情況下進行各種修改和添加。
權利要求
1.一種用於在視覺上對加密圖像進行解密的系統(100)，該系統包括顯示加密圖像的顯示設備(1)，該顯示設備包括第一偏振元件(11)；第一液晶顯示器(13)；和第二偏振元件(12)；其設置為使得入射到第一偏振元件(11)上的光可以通過第一液晶顯示器(13)和第二偏振元件(12)，該系統還包括用於在視覺上對該顯示設備(1)上顯示的加密圖像進行解密的解密設備(2)，該解密設備(2)包括第三偏振元件(21)；第二液晶顯示器(23)；以及第四偏振元件(22)；其設置為使得從顯示設備(1)接收並且入射到第三偏振元件(21)上的光可以通過第二液晶顯示器(23)和第四偏振元件(22)，其中該第三偏振元件(21)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
2.根據權利要求1所述的系統，其中該第二偏振元件(12)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其中自動執行可切換偏振元件的切換。
4.根據權利要求3所述的系統，其中在顯示設備(1)和/或解密設備(2)中提供用於檢測是否存在對應設備並且切換一個或多個可切換偏振元件(21)或者元件(21，12)的傳感器。
5.一種用於顯示加密圖像的顯示設備(1)，該顯示設備包括第一偏振元件(11)；第一液晶顯示器(13)；以及第二偏振元件(12)；其設置為使得入射到第一偏振元件(11)上的光可以通過第一液晶顯示器(13)和第二偏振元件(12)，其中第二偏振元件(12)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
6.根據權利要求5所述的顯示設備，還包括用於檢測是否存在對應設備並且響應上述檢測關閉第一偏振元件(12)的檢測裝置(15)。
7.一種用於在視覺上對發射偏振光的顯示設備(1)上顯示的加密圖像進行解密的解密設備(2)，該解密設備(2)包括第三偏振元件(21)；第二液晶顯示器(23)；以及第四偏振元件(22)；其設置為使得從顯示設備(1)接收並且入射到第三偏振元件(21)上的光可以通過第二液晶顯示器(23)和第四偏振元件(22)，其中該第三偏振元件(21)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
8.根據權利要求7所述的解密設備，還包括用於檢測是否存在顯示設備(1)並且響應上述檢測關閉第三偏振元件(21)的檢測裝置(25)。
9.根據權利要求7或8所述的解密設備，還包括一組密鑰和/或偽隨機發生器。
10.一種在視覺上對加密圖像進行解密的方法，該方法包括在顯示設備(1)上顯示加密圖像的第一步，該顯示設備包括第一偏振元件(11)；第一液晶顯示器(13)；和第二偏振元件(12)；其設置為使得入射到第一偏振元件(11)上的光可以通過第一液晶顯示器(13)和第二偏振元件(12)，該方法包括利用解密設備(2)的另一步驟，該解密設備包括第三偏振元件(21)；第二液晶顯示器(23)；和第四偏振元件(22)，其設置為使得從顯示設備(1)接收併入射到第三偏振元件(21)上的光可以通過第二液晶顯示器(23)和第四偏振元件(22)，其中第三偏振元件(21)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
11.根據權利要求10所述的方法，其中第二偏振元件(12)包括能夠在第一偏振態(I)與第二非偏振態(II)之間切換的可切換偏振器。
全文摘要
一種用於在視覺上對發射偏振光的顯示設備(1)上顯示的加密圖像進行解密的解密設備(2)。該解密設備(2)包括偏振元件(21)、液晶顯示器(23)以及另一偏振元件(22)，其設置為使得從顯示設備(1)接收並且入射到偏振元件(21)上的偏振光可以通過液晶顯示器(23)和另一偏振元件(22)。該偏振元件(21)包括能夠在第一偏振態與第二非偏振態之間切換的可切換偏振器。這使得該解密設備能夠用作適於其它應用而使用的獨立設備。該顯示設備(1)優選也設有可切換偏振器(12)。
文檔編號H04K1/00GK1864358SQ200480029191
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月4日 優先權日2003年10月7日
發明者M·T·約翰森, P·T·蒂萊斯, T·A·M·科伊埃納 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司