Nuevo paso para la transmisión segura de información digital

Investigadores suizos han conseguido una proeza tecnológica para superar los límites de la percepción visual humana: ocultar una imagen fija (foto) en un video, de tal forma que, aunque es invisible para el ojo humano, puede ser captada por una cámara fotográfica.

De esta forma, un video puede mostrar un mensaje visible que es diferente de la imagen oculta, lo que tiene aplicaciones en la transmisión segura de la información digital, según explican sus creadores en un artículo publicado en el Journal of the Optical Society of America.

La percepción visual humana es perfecta y eficaz, pero sólo tiene en cuenta lo que es importante para ella. El sistema visual no es capaz de promediar las imágenes que recibe dentro de un flujo de imágenes de video si la exposición no supera los 40 milisegundos. La cámara fotográfica, en cambio, puede conseguirlo porque podemos regular su tiempo de exposición.

Los investigadores han utilizado esta particularidad para disimular la información. Han manipulado una imagen estática para que resulte invisible al ojo humano, sin cambiar su estructura básica.

De esta forma la han camuflado dentro de un video sin que pueda ser detectada, ya que el ojo del observador está centrado en las imágenes en movimiento. Sin embargo, una cámara puede descodificar la imagen oculta.

La idea se basa en una constatación: si hacemos girar rápidamente un disco con dos colores diferentes, estos colores llega un momento en que se confunden. Tenemos dos informaciones que se muestran temporalmente al ojo humano, pero ya no ve dos colores, rojo y verde, por ejemplo, sino el amarillo.

Engañando al cerebro

Sami Arpa, del Laboratorio de Imágenes Visuales de la Escuela Politécnica Federal de Lausanna (EPFL), se preguntó si sería posible, de la misma manera, camuflar una imagen en otra (en vez de un color) y engañar temporalmente al cerebro, explica la citada Escuela en un comunicado.

Por eso creó un disco en el que la segunda imagen sólo se ve disminuyendo la rotación del disco. La etapa siguiente fue pensar en reproducir el mismo efecto dentro de un video.

Ahora bien, ¿cómo se podría ocultar una imagen en un vídeo, teniendo en cuenta que una imagen tiene mucha más información que un texto y que será necesario ocultar una señal detrás de otra?

“Habitualmente, para que esto funcione, es necesario que los dos soportes tengan el mismo contraste, la misma orientación y la misma frecuencia, explica Sabine Süsstrunk, directora del laboratorio, pero eso es muy complicado cuando se quiere ocultar una imagen dentro de un video, ya que ambas no presenten las mismas características”.

Decodificar la información

Explotando los límites del sistema visual humano en relación al dominio temporal, los investigadores concibieron un algoritmo que crea un video especial, un “tempocode”,  un video hecho de imágenes que se desplazan pero que es capaz de ocultar las diferentes frecuencias de una foto. Sólo una cámara fotográfica o una aplicación Smartphone pueden descubrir la imagen oculta gracias a su tiempo de exposición regulable.

Este dispositivo tiene una característica que el ojo humano no tiene: un tiempo de exposición ajustable, que se puede utilizar para determinar el tiempo medio de exposición de una imagen. Es como si estos dispositivos pudieran ver todas las fotos superpuestas a la vez, ya que el video no es otra cosa que una serie de imágenes.

"Hemos convertido una foto en un video, pero para asegurarnos de que los ojos humanos no pudieran verlao, tuvimos que hacer malabares con una serie de restricciones, algo realmente difícil", explica Roger David Hersch, quien ha participado en el desarrollo de esta tecnología. "Podemos elegir un tiempo de exposición de 8, 10 o 15 segundos, lo que no es posible con el ojo humano".

Referencia

Revealing information by averaging. Journal of the Optical Society of America A Vol. 34, Issue 5, pp. 743-751 (2017).