VR设备的安全防护方法和系统及其VR眼镜

技术领域

本发明涉及VR设备信息安全领域，具体地，涉及VR设备的安全防护方法和系统及其VR眼镜。

背景技术

VR眼镜原本显示给佩戴者的图像，如果因信息入侵而造成图像的修改，导致佩戴者实际看到的图像并非原本显示给佩戴者的图像，而是原本显示给佩戴者的图像被非法修改后的图像，将造成对佩戴者的不良影响。例如佩戴者进入一个快餐店后，原本显示给佩戴者的图像中是一个干净的桌面，入侵者将干净的桌面修改为桌面上印刷了广告形成被非修改后的图像，则由于佩戴者原本并不知道该快餐店的桌面上是干净的还是本来就印刷有广告的，导致佩戴者不能及时发现图像被非法修改而被迫观看广告。

现有技术中没有提供解决方案。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种VR设备的安全防护方法和系统及其VR眼镜。

根据本发明提供的一种VR设备的安全防护方法，包括：

原始现实图像获取步骤：VR眼镜通过摄像头获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到原始现实图像；

传感现实图像获取步骤：VR眼镜通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到传感现实图像；其中，所述传感现实图像中含有现实环境中现实对象的物理变化信息；

图像叠加步骤：将原始现实图像与传感现实图像直接或者经过处理后进行实时地叠加，得到叠加图像，其中，所述叠加图像能够观察到所述现实对象的物理变化信息；

图像输出步骤：将所述叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行显示。

优选地，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到生物行为的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；

所述生物包括VR眼镜佩戴者和/或非VR眼镜佩戴者。

优选地，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到VR眼镜的物理能量发射器的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；其中，所述传感器与物理能量发射器之间是匹配的接收器、发射器；

决定物理能量发射器的发射角度的机械结构由VR眼镜佩戴者手动调整，不受控制软件的控制；和/或，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，在这些安装位置上可拆卸地安装有一个或多个物理能量发射器。

优选地，在所述叠加图像中，能够观察到原始现实图像，以模拟AR效果。

根据本发明提供的一种VR设备的安全防护系统，包括：

原始现实图像获取模块：VR眼镜通过摄像头获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到原始现实图像；

传感现实图像获取模块：VR眼镜通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到传感现实图像；其中，所述传感现实图像中含有现实环境中现实对象的物理变化信息；

图像叠加模块：将原始现实图像与传感现实图像直接或者经过处理后进行实时地叠加，得到叠加图像，其中，所述叠加图像能够观察到所述现实对象的物理变化信息；

图像输出模块：将所述叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行显示。

优选地，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到生物行为的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；

所述生物包括VR眼镜佩戴者和/或非VR眼镜佩戴者。

优选地，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到VR眼镜的物理能量发射器的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；其中，所述传感器与物理能量发射器之间是匹配的接收器、发射器；

决定物理能量发射器的发射角度的机械结构由VR眼镜佩戴者手动调整，不受控制软件的控制；和/或，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，在这些安装位置上可拆卸地安装有一个或多个物理能量发射器。

优选地，在所述叠加图像中，能够观察到原始现实图像，以模拟AR效果。

根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的VR设备的安全防护方法的步骤。

根据本发明提供的一种VR眼镜，其特征在于，包括所述的VR设备的安全防护的系统，或者包括所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明利用实时的、入侵者无法提前预知的含有现实环境中现实对象的物理变化信息，使得若图像被非法修改后，修改后的图像中无法被VR眼镜佩戴者观察到实际已发生的物理变化信息，由于VR眼镜佩戴者能够知晓图像已被非法修改而与现实环境的实际不符。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种VR设备的安全防护方法，包括：

原始现实图像获取步骤：VR眼镜通过摄像头获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到原始现实图像；具体地，VR眼镜上设置有摄像头，摄像头拍摄实时画面，例如微信视频聊天时就利用了智能手机上设置的前置或后置摄像头。VR眼镜具有的摄像头的朝向与VR眼镜的正前方同轴设置或平行设置。VR眼镜前方的视角取决于摄像头的取景视角，例如若摄像头的镜头为广角镜，则VR眼镜前方的视角相对于标准镜头要大。由此，VR眼镜佩戴者虽然不能用眼镜直接观察到现实环境，但是由于VR眼镜向佩戴者是实时现实摄像头获取的现实环境的图像，因此佩戴者能够间接观察到面前的实时的现实环境，视觉效果类似于AR眼镜，但是本发明并非是将虚拟对象叠加到现实场景中，而是将均获取自现实场景的原始现实图像与传感现实图像这两个虚拟场景图像进行叠加，只是原始现实图像的视觉观察效果与现实场景的视觉观察效果是一致或者基本相同的效果。

传感现实图像获取步骤：VR眼镜通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到传感现实图像；其中，所述传感现实图像中含有现实环境中现实对象的物理变化信息；具体地，传感器可以是红外线传感器或者红外热成像仪，从而能够获取现实环境的红外成像图像作为现实环境的图像。尤其是，可以将通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像直接作为传感现实图像，也可以对通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像进行处理后的图像作为传感现实图像，优选地，仅仅是从通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像中提取出在时间上发生变化的图像，作为传感现实图像。例如，通过红外热成像仪获取VR眼镜前方的实时的现实环境的红外成像图像，比较当前时刻红外成像图像与前一时刻红外成像图像之间发生变化的图像，将该发生变化的图像作为传感现实图像(在变化例中，可以比较前后时刻某一光谱下图像之间的颜色发生的变化)。以佩戴者手部碰触冰凉的桌面为例，佩戴者手部碰触冰凉的桌面后，在桌面的红外成像图像中，被碰触到的位置因为受热而变色(通常是变红)，桌面较远处的未被碰触到的位置因为温度没有变化而保持颜色不变，所以将能够观察到变色位置、且未变色位置透明的图像作为传感现实图像。在变化例中，传感器可以是微波传感器或者微波成像仪，在更多变化例中，还可以是其它光谱的传感器或者成像仪，在此不予赘述。

图像叠加步骤：将原始现实图像与传感现实图像直接或者经过处理后进行实时地叠加，得到叠加图像，其中，所述叠加图像能够观察到所述现实对象的物理变化信息；具体地，原始现实图像、传感现实图像是同步实时来源于同一现实环境的图像，因此图像中的同一对象之间是重叠的。

图像输出步骤：将所述叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行显示。

具体地，例如，原始现实图像是可见光谱下的佩戴者手部放在桌子上的图像，传感现实图像是红外成像下的佩戴者手部放在桌子上的图像(或者是桌子被手部碰触位置处为红色，其余区域为透明的图像，或者其余区域保留不变)，在图像没有被非法篡改的情况下，将叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行现实后，VR眼镜佩戴者观察到的叠加图像应该是：可以观察到可见光谱下的桌子、可见光谱下的佩戴者的手部，并且桌子被佩戴者的手部碰触的位置处显现可见光谱下的红色。该叠加图像与肉眼直接观察到的现实环境不同(现实环境中看不到桌子被手部碰触处显现红色，若桌子是绿色的，则现实环境中桌子被手部碰触处仍然为绿色)，也不同于红外成像图像(若桌子是冰凉的，红外成像图像中桌子是黑色的不可见状态)。但是，如果图像被非法篡改了，例如黑客针对叠加图像，将叠加图像中单纯绿色的桌面替换为一个印刷有广告的桌面，导致VR眼镜显示设备最终提供给佩戴者观看的图像中，桌面上是有广告的，而非单纯的绿色。又例如，黑客针对叠加图像，将叠加图像中印刷有品牌A的汉堡广告替换为品牌B的汉堡广告，导致VR眼镜显示设备最终提供给佩戴者观看的图像中，桌面上被看到的是品牌B的汉堡广告，而非品牌A的汉堡广告。

在优选例中，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到生物行为的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；具体地，生物可以是人类或者动物，行为可以是碰触桌面等现实对象的行为，行为还可以是朝向桌面或者空气或者纸张等现实对象进行吹气、摇动电吹风、洒水、遮阳等行为。物理上的变化可以是温度的变化、表面光滑度的变化、表面反光度的变化、表面形状的变化或者表面颜色的变化等等。

所述生物包括VR眼镜佩戴者和/或非VR眼镜佩戴者。例如，他人将手部碰触冰凉的桌面，VR眼镜佩戴者也应该能观察到桌面被他人手部碰触处显现表征温度升高的红色。

所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到VR眼镜的物理能量发射器的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；其中，所述传感器与物理能量发射器之间是匹配的接收器、发射器；具体地，物理能量发射器可以是红外线发射器、激光发射器或者微波发射器，还可以是其它频率的发射器。能量发射器在现实环境中，以波束向现实对象发射能量，以改变现实对象的温度、颜色等物理上的变化。例如VR眼镜上的激光发射器向现实桌面发射激光，使得被激光照射处桌面位置的温度升高，或者使得桌面与激光敏感的涂层变色。例如VR眼镜上的激光发射器照射到光敏纸覆盖的桌面上，在现实环境中引起桌面被照射位置的颜色由白色变为黑色，红外传感器检测到出现黑色区域因吸收热量为温度变化，则得到传感现实图像叠加到原始现实图像再得到叠加图像中应当能观察到黑色区域显现表征温度升高的红色而与白色区域不同。

决定物理能量发射器的发射角度的机械结构由VR眼镜佩戴者手动调整，不受控制软件的控制；和/或，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，在这些安装位置上可拆卸地安装有一个或多个物理能量发射器。具体地，由于决定物理能量发射器的发射角度的结构为机械结构(例如俯仰左右角度可调的激光发射器的安装座)，不会受到软件的控制，因此在信息传输上阻断了入侵者通过读取软件代码信息或者数据信息而获知能量发射器的发射角度，例如入侵者无法获知作为物理能量发射器的激光发射器所发射激光光束在桌面的哪一个位置形成光斑。同样地，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，VR眼镜佩戴者可以变换物理能量发射器的安装位置，还可以变换在多少数量的安装位置上安装物理能量发射器，使得入侵者无法获知作为物理能量发射器的激光发射器所发射激光光束在桌面的哪一个位置形成光斑。进一步地，而且机械结构、安装位置都可以由佩戴者手动调整，因此可以认为能量发射器的发射方向对于入侵者来讲是随机的，因此入侵者将单纯绿色的桌面替换为印刷有广告的桌面后，无法在印刷有广告的桌面上“正确”还原显现给佩戴者以现实桌面上激光光斑处温度或颜色的变化。

优选地，在所述叠加图像中，能够观察到原始现实图像，以模拟AR效果。具体地，传感现实图像以半透明的方式显现，从而佩戴者能够看到原始现实图像。

若有必要，还包括通知步骤：根据佩戴者的指令通知指定的联系人VR眼镜已被非法入侵的消息。

本发明提供的VR设备的安全防护方法，是VR设备的安全防护系统的实施例，本领域技术人员可以通过执行VR设备的安全防护方法的步骤流程实现所述VR设备的安全防护系统。

根据本发明提供的一种VR设备的安全防护系统，包括：

原始现实图像获取模块：VR眼镜通过摄像头获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到原始现实图像；具体地，VR眼镜上设置有摄像头，摄像头拍摄实时画面，例如微信视频聊天时就利用了智能手机上设置的前置或后置摄像头。VR眼镜具有的摄像头的朝向与VR眼镜的正前方同轴设置或平行设置。VR眼镜前方的视角取决于摄像头的取景视角，例如若摄像头的镜头为广角镜，则VR眼镜前方的视角相对于标准镜头要大。由此，VR眼镜佩戴者虽然不能用眼镜直接观察到现实环境，但是由于VR眼镜向佩戴者是实时现实摄像头获取的现实环境的图像，因此佩戴者能够间接观察到面前的实时的现实环境，视觉效果类似于AR眼镜，但是本发明并非是将虚拟对象叠加到现实场景中，而是将均获取自现实场景的原始现实图像与传感现实图像这两个虚拟场景图像进行叠加，只是原始现实图像的视觉观察效果与现实场景的视觉观察效果是一致或者基本相同的效果。

传感现实图像获取模块：VR眼镜通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像，得到传感现实图像；其中，所述传感现实图像中含有现实环境中现实对象的物理变化信息；具体地，传感器可以是红外线传感器或者红外热成像仪，从而能够获取现实环境的红外成像图像作为现实环境的图像。尤其是，可以将通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像直接作为传感现实图像，也可以对通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像进行处理后的图像作为传感现实图像，优选地，仅仅是从通过传感器获取VR眼镜前方的实时的现实环境的图像中提取出在时间上发生变化的图像，作为传感现实图像。例如，通过红外热成像仪获取VR眼镜前方的实时的现实环境的红外成像图像，比较当前时刻红外成像图像与前一时刻红外成像图像之间发生变化的图像，将该发生变化的图像作为传感现实图像(在变化例中，可以比较前后时刻某一光谱下图像之间的颜色发生的变化)。以佩戴者手部碰触冰凉的桌面为例，佩戴者手部碰触冰凉的桌面后，在桌面的红外成像图像中，被碰触到的位置因为受热而变色(通常是变红)，桌面较远处的未被碰触到的位置因为温度没有变化而保持颜色不变，所以将能够观察到变色位置、且未变色位置透明的图像作为传感现实图像。在变化例中，传感器可以是微波传感器或者微波成像仪，在更多变化例中，还可以是其它光谱的传感器或者成像仪，在此不予赘述。

图像叠加模块：将原始现实图像与传感现实图像直接或者经过处理后进行实时地叠加，得到叠加图像，其中，所述叠加图像能够观察到所述现实对象的物理变化信息；具体地，原始现实图像、传感现实图像是同步实时来源于同一现实环境的图像，因此图像中的同一对象之间是重叠的。

图像输出模块：将所述叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行显示。

具体地，例如，原始现实图像是可见光谱下的佩戴者手部放在桌子上的图像，传感现实图像是红外成像下的佩戴者手部放在桌子上的图像(或者是桌子被手部碰触位置处为红色，其余区域为透明的图像，或者其余区域保留不变)，在图像没有被非法篡改的情况下，将叠加图像输出给VR眼镜的显示设备进行现实后，VR眼镜佩戴者观察到的叠加图像应该是：可以观察到可见光谱下的桌子、可见光谱下的佩戴者的手部，并且桌子被佩戴者的手部碰触的位置处显现可见光谱下的红色。该叠加图像与肉眼直接观察到的现实环境不同(现实环境中看不到桌子被手部碰触处显现红色，若桌子是绿色的，则现实环境中桌子被手部碰触处仍然为绿色)，也不同于红外成像图像(若桌子是冰凉的，红外成像图像中桌子是黑色的不可见状态)。但是，如果图像被非法篡改了，例如黑客针对叠加图像，将叠加图像中单纯绿色的桌面替换为一个印刷有广告的桌面，导致VR眼镜显示设备最终提供给佩戴者观看的图像中，桌面上是有广告的，而非单纯的绿色。又例如，黑客针对叠加图像，将叠加图像中印刷有品牌A的汉堡广告替换为品牌B的汉堡广告，导致VR眼镜显示设备最终提供给佩戴者观看的图像中，桌面上被看到的是品牌B的汉堡广告，而非品牌A的汉堡广告。

在优选例中，所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到生物行为的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；具体地，生物可以是人类或者动物，行为可以是碰触桌面等现实对象的行为，行为还可以是朝向桌面或者空气或者纸张等现实对象进行吹气、摇动电吹风、洒水、遮阳等行为。物理上的变化可以是温度的变化、表面光滑度的变化、表面反光度的变化、表面形状的变化或者表面颜色的变化等等。

所述生物包括VR眼镜佩戴者和/或非VR眼镜佩戴者。例如，他人将手部碰触冰凉的桌面，VR眼镜佩戴者也应该能观察到桌面被他人手部碰触处显现表征温度升高的红色。

所述现实环境中现实对象的物理变化信息，是现实对象受到VR眼镜的物理能量发射器的直接或间接作用下，所引起或发生的物理上的变化而产生的信息；其中，所述传感器与物理能量发射器之间是匹配的接收器、发射器；具体地，物理能量发射器可以是红外线发射器、激光发射器或者微波发射器，还可以是其它频率的发射器。能量发射器在现实环境中，以波束向现实对象发射能量，以改变现实对象的温度、颜色等物理上的变化。例如VR眼镜上的激光发射器向现实桌面发射激光，使得被激光照射处桌面位置的温度升高，或者使得桌面与激光敏感的涂层变色。例如VR眼镜上的激光发射器照射到光敏纸覆盖的桌面上，在现实环境中引起桌面被照射位置的颜色由白色变为黑色，红外传感器检测到出现黑色区域因吸收热量为温度变化，则得到传感现实图像叠加到原始现实图像再得到叠加图像中应当能观察到黑色区域显现表征温度升高的红色而与白色区域不同。

决定物理能量发射器的发射角度的机械结构由VR眼镜佩戴者手动调整，不受控制软件的控制；和/或，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，在这些安装位置上可拆卸地安装有一个或多个物理能量发射器。具体地，由于决定物理能量发射器的发射角度的结构为机械结构(例如俯仰左右角度可调的激光发射器的安装座)，不会受到软件的控制，因此在信息传输上阻断了入侵者通过读取软件代码信息或者数据信息而获知能量发射器的发射角度，例如入侵者无法获知作为物理能量发射器的激光发射器所发射激光光束在桌面的哪一个位置形成光斑。同样地，在VR眼镜上设置有多个物理能量发射器的安装位置，VR眼镜佩戴者可以变换物理能量发射器的安装位置，还可以变换在多少数量的安装位置上安装物理能量发射器，使得入侵者无法获知作为物理能量发射器的激光发射器所发射激光光束在桌面的哪一个位置形成光斑。进一步地，而且机械结构、安装位置都可以由佩戴者手动调整，因此可以认为能量发射器的发射方向对于入侵者来讲是随机的，因此入侵者将单纯绿色的桌面替换为印刷有广告的桌面后，无法在印刷有广告的桌面上“正确”还原显现给佩戴者以现实桌面上激光光斑处温度或颜色的变化。

优选地，在所述叠加图像中，能够观察到原始现实图像，以模拟AR效果。具体地，传感现实图像以半透明的方式显现，从而佩戴者能够看到原始现实图像。

若有必要，还包括通知模块：根据佩戴者的指令通知指定的联系人VR眼镜已被非法入侵的消息。

根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的VR设备的安全防护方法的步骤。

根据本发明提供的一种VR眼镜，其特征在于，包括所述的VR设备的安全防护的系统，或者包括所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。