車輛中心 研究發展處 施淳耀

顯示科技是未來智慧科技生活接觸使用者的最主要互動介面，亦是人機溝通的重要媒介，透明顯示器可具有虛實疊合功能，所謂的實指的是實體物件，如行人、車輛、地標等；而虛指的是對應實體物件的資訊，如下圖1所示，該資訊疊合在外界實景上，可強化警示、更直覺標記，將成為下世代顯示產業的重要發展趨勢。

圖1、虛實疊合示意

現行的測量標準、方法，尚無對應虛實疊合模擬驗證技術之相關測試項目，缺乏重現高、可重複之場景供技術開發驗證使用，且無法確保虛實疊合之效果、數據之準確性。因此，發展自動測試驗證流程，並建立實景位置與顯示位置轉換關係，透過影像辨識演算法，計算出其成像位置，進而判斷與標準測試影片上的目標物位置，再經由比對計算疊合率。藉此可提供系統研發階段所需行車安全系統模擬、量測與驗證，強化智慧移動行車環境模擬驗證能量。

系統架構

顯示疊合效果測試，運用架設在假人頭部眼睛位置的攝影機作為感測器，以相同的視野來模擬人眼視覺效果，架構如圖2所示，並於駕駛模擬平台建立交通情境，以模擬車載環境呈現。視野為了與實車相同，運用空間座標轉換調整模型，以代替使用者的眼睛，並取得顯示器上之影像，藉由影像演算法進行偵測，取得經轉換後的座標資訊，與真實解座標進行比對，並採用交併比Intersection over Union (IoU) 來判斷兩者是否有正確疊合，來自動計算疊合效果。

圖2、系統架構

自動驗證系統

本系統的方法運用影像辨識技術，判別待測系統所產出的標記，搭配真實解以撰寫好的程式進行自動化IoU計算。影像辨識主要以特徵擷取演算法，並運用色調分離強化辨識率，且將透明顯示器系統的攝影機（Camera CF）架設於屏幕的前方，以及架設透明顯示器於室內模擬座艙之實車配置位置，使用代替人眼位置的攝影機（Camera CP），來辨識透明顯示器上的投影框，並計算出其位於屏幕上的座標位置，框選框為紅框，如圖3所示。

圖3、驗證系統設計

本技術將截取的畫面顏色拆分，將紅色單獨取出，進行二值化處理，使框更加明顯，最後透過圖像處理，使目標邊界向外部擴張，填補目標區域中某些空洞，以及消除包含在目標區域中的小顆粒雜訊，以將其邊角補足，此算法流程可以準確提取出目標框。透過標準影片的車輛座標位置與攝影機所計算出來的座標位置，如圖3所示，可代入疊合率計算公式，自動產生疊合率結果。

本技術可以讓虛實疊合顯示的資訊得到有效的驗證，確認輸出的資訊有正確對應到人眼視覺並得到量化性指標，減少人為主觀因素並有助於系統開發及測試。測試驗證成果中，經由本系統的演算法在靜態測試IoU皆能達到95%以上。

小結

因Euro NCAP、C-NCAP推動與市場需求，智慧座艙系統將加速發展，將資訊投放至透明顯示器，增強資訊閱讀性，本驗證系統可以對應虛實疊合顯示應用，透過取得的量化數據，讓虛實疊合系統可以得到有效的驗證與測試，加速廠商投入智慧顯示系統技術開發，以及協助產業進行相關技術開發，依產業需求建立測試驗證能量。