Solution utilisante `animate` (Acrobat Reader).
On peut enlever la page 1 afin de placer l'image aléatore aléatoire sur la page couvrante. Ici elle sert à éviter d'ouvrir/fermer le fichier PDF. Une fois ouvert, il suffit de feuilleter pour voir l'effet.  
    \documentclass{article}
    \usepackage{animate}
    \usepackage{graphicx}
    
    \ExplSyntaxOn
      \let\PdfAnnot\pbs_pdfannot:nnnn
    \ExplSyntaxOff
    
    \begin{document}
    
    Page 1.
    
    \newpage
    
    \begin{animateinline}[label=randImg,nomouse,poster=last]{1}
      \includegraphics{example-image-a}
    \newframe
      \includegraphics{example-image-b}
    \newframe
      \includegraphics{example-image-c}
    \newframe
       % blanc
    \end{animateinline}%
    \PdfAnnot{1pt}{1pt}{0pt}{
      /Subtype/Screen/F 2 % non interactive annotation
      /AA << % additional actions
        /PO << % on page-open
          /S/JavaScript
          /JS (
            anim.randImg.frameNum = Math.floor(Math.random() * (anim.randImg.numFrames-1));
          )
        >>
        /PC << % on page-close show empty frame
          /S/JavaScript
          /JS (
            anim.randImg.frameNum = anim.randImg.numFrames-1;
          )
        >>
      >>
    }
    
    \end{document}