TWI790738B - 用於防止動暈之圖像顯示系統及圖像顯示方法 - Google Patents

Abstract

揭示一種用於防止動暈之圖像顯示系統及圖像顯示方法。其中，圖像顯示方法包括以下步驟。獲取使用者在顯示器上的視野範圍。擷取顯示器相對於使用者之另一側的外部影像，外部影像具有第一區域以及第二區域。計算第一區域的影像變化率及第二區域的影像變化率。感測載具之姿態。依據視野範圍、第一區域之影像變化率、第二區域之影像變化率及載具之姿態而將至少一圖像顯示於顯示器。

Description

用於防止動暈之圖像顯示系統及圖像顯示方法

本發明係關於一種圖像顯示系統及圖像顯示方法，特別有關於一種在載具中用於防止使用者動暈症狀之圖像顯示系統及圖像顯示方法。

當載具行進時發生之載具晃動，可能導致載具之使用者(駕駛人或乘客)產生暈眩不適感，稱為「動暈」症狀。更具體而言，使用者搭乘載具而觀看外部景物時，由於外部景物相對於載具而快速移動變化，導致使用者的前庭感知運動狀態與空間位置產生衝突，而造成使用者的動暈症狀。

為了降低動暈症狀，使用者可儘量注視遠方之恆定景物、改變使用者的乘坐姿勢、改善載具內的空氣品質或使用者服用抗暈眩之藥物。然而，當載具長途行進而處於不同場域或不同路況，上述方式可能無法有效抑制動暈症狀。因此，本技術領域之相關產業係致力於更有效改善使用者動暈症狀的解決方案。

本揭示之一技術方案係提供一種圖像顯示系統，包 括顯示器、第一資訊擷取裝置、第二資訊擷取裝置、感測器及處理裝置。第一資訊擷取裝置用以獲取使用者在顯示器上的視野範圍。第二資訊擷取裝置用以擷取顯示器相對於使用者另一側的外部影像，外部影像具有第一區域以及第二區域。感測器用以感測載具之姿態。處理裝置用以產生至少一圖像，並依據視野範圍、第一區域之影像變化率、第二區域之影像變化率及載具之姿態而將至少一圖像顯示於顯示器。

本揭示之另一技術方案提供一種圖像顯示方法，包括以下步驟。獲取使用者在顯示器上的視野範圍。擷取顯示器相對於使用者之另一側的外部影像，外部影像具有第一區域以及第二區域。計算第一區域的影像變化率及第二區域的影像變化率。感測載具之姿態。依據視野範圍、第一區域之影像變化率、第二區域之影像變化率及載具之姿態而將至少一圖像顯示於顯示器。

透過閱讀以下圖式、詳細說明以及申請專利範圍，可見本發明之其他方面以及優點。

100:圖像顯示系統

102:顯示器

104:第一資訊擷取裝置

106:第二資訊擷取裝置

108:感測器

110:處理裝置

202:使用者

302:使用者之頭部

304:使用者之眼部

C1,C2:影像變化率

P:姿態

P_f:後續時間姿態

I1:第一區域

I2:第二區域

V:視野範圍

V1:主視野區域

V2:次視野區域

G:圖像

G_L:左端點

G_R:右端點

Ht:提示資訊

IMG:外部影像

402,404,410,412:區塊

406,408,414,416:物體

418:顯示資訊

602:載具

902:物體

1402:載具

1404:車窗

1408:前擋風玻璃

1410:後擋風玻璃

502~520:步驟

802~814:步驟

1100,1200,1300,1400,1500,1600:圖像顯示方法

1002~1014:步驟

1102~1116:步驟

1202~1216:步驟

1302~1316:步驟

1402~1420:步驟

1502~1516:步驟

1602~1616:步驟

第1圖為依據本揭示第一實施例之圖像顯示系統之方塊圖。

第2圖及第3圖為本揭示圖像之顯示位置之示意圖。

第4圖為依據本揭示第一實施例之影像變化率之判斷方式之示意圖。

第5圖為依據本揭示第一實施例之影像變化率之判斷方法之 流程圖。

第6A圖至第6D圖為本揭示圖像之顯示位置及/或顯示角度調整方式之示意圖。

第7A圖至第7B圖為本揭示圖像之類型及/或色彩選用方式之示意圖。

第8圖為本揭示圖像類型及/或色彩之選用方法之流程圖。

第9圖為本揭示外部影像參考標的判斷方式之示意圖。

第10圖為本揭示外部影像之參考標的判斷方法之流程圖。

第11圖為依據本揭示第一實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第12A、12B圖為依據本揭示第二實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第13A、13B圖為依據本揭示第三實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第14A圖為依據本揭示第四實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第14B圖及第14C圖為第四實施例之圖像顯示方法中，以單窗方式或環艙方式顯示圖像之示意圖。

第14D為依據本揭示之第四實施例之圖像顯示方法中，選擇性對於外部影像進行遮蔽處理之示意圖。

第15A、15B圖為依據本揭示第五實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第16A圖為依據本揭示第六實施例之圖像顯示方法之流程圖。

第16B圖為配合實施第六實施例之圖像顯示方法的圖像顯示 系統的方塊圖。

第16C圖為第六實施例之圖像顯示方法中，顯示提示資訊的示意圖。

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者，選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

第1圖為依據本揭示第一實施例之圖像顯示系統100之方塊圖，第2圖及第3圖為本揭示圖像G之顯示位置之示意圖。首先，請參見第1圖，本揭示之第一實施例之圖像顯示系統100包括顯示器102、至少一第一資訊擷取裝置104、至少一第二資訊擷取裝置106、至少一感測器108以及處理裝置110。

接著，請同時參見第1圖至第3圖。本揭示之圖像顯示系統100可應用於載具(例如車輛、船舶等)，圖像顯示系統100之顯示器102可設置於載具之左右車窗或前後擋風玻璃等。使用者202乘坐於載具之內部，以顯示器102的設置位置為參考位置，使用者202位於顯示器102之內側，外部景物位於顯示器102之外側。使用者202觀看顯示器102時，使用者202於顯示器102上具有視野範圍V，而圖像顯示系統100之第一資訊擷取裝置 104用以獲取使用者202在顯示器102上的視野範圍V，並且第二資訊擷取裝置106用以擷取顯示器102相對於使用者202另一側的外部影像IMG。

外部影像IMG具有第一區域I1以及第二區域I2，第二資訊擷取裝置106並且能夠計算第一區域I1的影像變化率C1及第二區域I2的影像變化率C2。在另一種態樣的示例中，外部影像IMG之第一區域I1的影像變化率C1及第二區域I2的影像變化率C2可由處理裝置110所計算。

載具於行進間，載具之姿態P可能發生改變，而圖像顯示系統100之感測器108可用以感測載具之姿態P。處理裝置110可產生圖像G而顯示於顯示器102，圖像G可做為使用者202視覺上的恆定參考標的。並且，依據第一資訊擷取裝置104所獲取之使用者202的視野範圍V、第二資訊擷取裝置106或處理裝置110所計算得到之外部影像IMG之第一區域I1與第二區域I2之影像變化率C1、C2以及感測器108所感測之載具之姿態P，處理裝置110可調整圖像G在顯示器102的顯示方式，例如調整圖像G的顯示位置或顯示角度。

由於載具搖晃、姿態變動或外部景物的快速變化，可能導致使用者202(例如載具之駕駛人或乘客)之前庭感知運動狀態與空間位置出現感覺衝突，造成使用者202產生動暈之症狀。而本揭示之圖像顯示系統100可產生圖像G並顯示於顯示器102，使用者202在載具內部可觀看顯示器102之圖像G。相較於快速變動之外部影 像IMG，圖像顯示系統100所產生之圖像G係處於相對恆定的位置而相對保持恆定，因此圖像G可做為使用者202視覺上的恆定參考標的，進而降低使用者202之感覺衝突，以緩和使用者202之動暈症狀。以上為本揭示之圖像顯示系統100之運作方式與技術功效的概述，圖像顯示系統100之各個裝置或元件之詳細運作方式將於下文進行說明。

更具體而言，請再同時參見第1圖至第3圖，顯示器102例如為可透光之平面顯示器，使用者202之視線可穿透顯示器102而觀看顯示器102另一側之載具外部景物。在一示例中，顯示器102可設置於載具之車窗部分。在另一示例中，顯示器102可為環艙型式，係以環繞載具座艙之方式而設置於載具之前後側擋風玻璃及左右側車窗。

第一資訊擷取裝置104例如為攝影機、光感測陣列、低功率雷達或任何其他形式的感測裝置。第一資訊擷取裝置104可設置於載具內部，對於使用者202之頭部302或眼部304之位置及運動狀態進行監控與分析。在一實施方式中，第一資訊擷取裝置104係以即時(real-time)方式監控並分析使用者202之頭部302或眼部304之位置及運動狀態，能夠因應於使用者202之頭部302或眼部304之即時動態變化而立即進行分析處理。在一示例中，圖像顯示系統100可採用邊緣運算(edge computing)的方式，藉由第一資訊擷取裝置104中設置的處理器(圖中未顯示)以計算使用者202當時的視線方向，據以獲取使用者202觀看 顯示器102時的視野範圍V，並且將視野範圍V進一步區分為主視野區域V1與次視野區域V2。主視野區域V1為使用者之視線主要集中區域，例如為視野範圍V之上半部區域；次視野區域V2為使用者202餘光所及之視野範圍，例如為視野範圍V之下半部區域。在另一種態樣的示例中，主視野區域V1例如為視野範圍V之中心位置區域(可比喻為蛋黃區)，而次視野區域V2例如為視野範圍V之周邊區域(可比喻為蛋白區)。換言之，主視野區域V1可為使用者202視線主要集中的中心位置區域，而次視野區域V2可為使用者202餘光所及的周邊區域。在另一種態樣的示例中，圖像顯示系統100亦可採用中央運算(central computing)的方式，藉由處理裝置110計算使用者202當時的視線方向、獲取使用者202的視野範圍V並且將視野範圍V進一步區分為主視野區域V1與次視野區域V2。

藉由第一資訊擷取裝置104或處理裝置110計算出使用者202當時的視野範圍V之後，處理裝置110可將圖像G顯示於視野範圍V之內。更進一步而言，視野範圍V的主視野區域V1可為使用者202視線主要集中的區域。為了不阻礙使用者202的主要視線，在一實施方式可將圖像G顯示於主視野區域V1以外的區域，例如：可將圖像G顯示於使用者202的視野範圍V的下半部區域、周邊區域或邊緣。也就是說，可將圖像G顯示於次視野區域V2之內，或者，將圖像G顯示於次視野區域V2之邊緣線上，而其他的顯示資訊可顯示於主視野區域V1。

另一方面，第二資訊擷取裝置106例如為攝影機或任何其他形式的影像擷取裝置或影像感測裝置。第二資訊擷取裝置106可設置於載具外部，係將包含外部景物的影像擷取為外部影像IMG。在一實施方式中，第二資訊擷取裝置106可採用即時方式將包含外部景物的影像即時擷取為外部影像IMG，因而所擷取之外部影像IMG係包括使用者202當時所觀看的外部景像。並且，第二資訊擷取裝置106亦可具有簡易之微處理器以對於外部影像IMG進行分析處理。若載具外部之景物相對於載具快速變動，則第二資訊擷取裝置106所擷取之外部影像IMG亦快速變動，導致外部影像IMG中的多個物體具有不同的相似程度。第二資訊擷取裝置106依據外部影像IMG中物體的顏色、亮度及/或形狀的相似程度，判斷並計算外部影像IMG之影像變化率。請再參見第3圖，在一示例中，圖像顯示系統100可採用例如邊緣運算的方式，藉由第二資訊擷取裝置106將外部影像IMG區分為至少第一區域I1與一第二區域I2，並藉由第二資訊擷取裝置106分別計算第一區域I1之影像變化率C1及第二區域I2之影像變化率C2。在另一種態樣的示例中，圖像顯示系統100亦可採用例如中央運算的方式，藉由處理裝置110計算第一區域I1之影像變化率C1及第二區域I2之影像變化率C2，以得出影像變化率較高的區域：例如，得出第一區域I1具有較高的之影像變化率C1，其高於第二區域I2之影像變化率C2。而後，藉由第二資訊擷取裝置106及/或處理裝置110選取具有較高的 影像變化率C1的第一區域I1，並藉由處理裝置110將圖像G顯示於被選取的第一區域I1。

綜上所述，係將圖像G顯示在顯示器102中適合的顯示位置，圖像G的適合顯示位置大致可對應於使用者202的視野範圍V的次視野區域V2內部或次視野區域V2的邊緣線，或者對應於外部影像IMG之具有較高的影像變化率C1的第一區域I1。在一種示例中，圖像G可優先選擇顯示於使用者202的視野範圍V的次視野區域V2；若次視野區域V2也同時符合「具有較高的影像變化率」的條件，則圖像G顯示於次視野區域V2且次視野區域V2可完全重疊或部分重疊於對應具有較高的影像變化率C1的第一區域I1。

接下來，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110判斷並計算外部影像IMG之影像變化率之詳細運作方式係說明於下文並配合第4圖之示意。

第4圖為依據本揭示第一實施例之影像變化率之判斷方式之示意圖，第5圖為依據本揭示第一實施例之影像變化率之判斷方法之流程圖。請同時參見第4圖與第5圖，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可分析外部影像IMG之第一區域I1範圍內的影像的各項屬性(例如：顏色、亮度及/或形狀等等)之相似程度，並據以判斷第一區域I1範圍內的影像變化率C1。同樣的，可分析第二區域I2範圍內的影像的上述屬性的相似程度並據以判斷第二區域I2範圍內的影像變化率C2。本實施例中，以 抽樣方式分析第一區域I1(或第二區域I2)範圍內的影像的上述屬性之相似程度。抽樣方式例如為：在單一時間點於外部影像IMG內抽樣選取一或多個區塊410、412(對應於步驟502、步驟504)。在一種示例中，區塊410係為範圍較大之區塊，區塊412係為範圍較小之區塊，且區塊410可大致包含區塊412(即，區塊412可被完全包含或部分包含於區塊410內部)。在另一種態樣的示例中，區塊410亦可相鄰於區塊412(即，區塊412可不被區塊410所包含)。並且，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可進一步分析區塊410的範圍內所包含的物體414、416之各項屬性(例如：顏色、亮度及/或形狀等等)與區塊412的範圍內所包含的物體416之上述屬性，並且比較區塊410之上述屬性與區塊412之上述屬性之間的相似程度(對應於步驟506)。

在本實施例中，區塊410、412可能是距離使用者較近的近景區域，則物體414、416相對於使用者的相對移動速度快。區塊410內的物體414可例如為載具附近的建築物等，而區塊412內的物體416可例如為載具附近的道路或地貌。若物體414、416在使用者的視覺上的組成元素多(例如：物體414、416包括道路標示、紅綠燈、行人道、商店招牌、建築物、鄰近車輛或行人等組成元素)，則物體414、416在使用者的視覺上的複雜度高。

由上，若物體414、416相對於使用者的相對移動速度快，或者，若物體414、416在使用者視覺上的複雜度高， 對於使用者的視覺感知而言區塊410的上述屬性(顏色、亮度及/或形狀)與區塊412的上述屬性(顏色、亮度及/或形狀)之間的相似程度是低的。換言之，若物體414、416在使用者視覺上的亂度高(相對移動速度快或複雜度高)，則區塊410的上述屬性與區塊412的上述屬性之間的相似程度是低的。據此，根據抽樣選取的區塊410與區塊412之間的相似度，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可進一步判斷區塊410、412所位於的第一區域I1的影像變化率C1(對應於步驟508)。

另一方面，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可在同一時間點於外部影像IMG內抽樣選取其他一或多個區塊402、404(對應於步驟510、步驟512)。區塊402可為範圍較大之區塊，區塊404可為範圍較小之區塊，且區塊402可大致包含區塊404。或者，區塊402亦可相鄰於區塊404(即，區塊402亦可不包含區塊404)。並且，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可進一步分析比較區塊404的範圍內所包含的物體408之各項屬性(例如：顏色、亮度及/或形狀等等)與區塊402的範圍內所包含的物體406、408之上述屬性之間的相似程度(對應於步驟514)，並根據區塊404之上述屬性與區塊402之上述屬性之間的相似程度判斷區塊402、404所在的第二區域I2的影像變化率C2(對應於步驟516)。

在本實施例中，例如區塊402、404可能是距離使用者較遠的遠景區域，則物體406、408相對於使用者的相對移 動速度較慢。區塊404內的物體408例如為載具遠方之山脈等，區塊402內的另一物體406例如為載具遠方之雲朵等。並且，若物體406、408在使用者視覺上的組成元素較少，對於使用者視覺感知較為單調，則物體406、408在使用者視覺上的複雜度低。若區塊402、404內的物體406、408的相對移動速度慢或複雜度低，則區塊402、404對於使用者視覺感知的亂度低，因此區塊404之顏色、亮度及/或形狀與區塊402之間的相似程度高。據此，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110可判斷抽樣選取的區塊402、404的影像變化率C2(對應於步驟516)。

接下來，第二資訊擷取裝置106或處理裝置110係比較第一區域I1的影像變化率C1與第二區域I2的影像變化率C2(對應於步驟518)。如前所述，在本實施例中，可比較出第一區域I1的影像變化率C1高於第二區域I2的影像變化率C2。

影像變化率C1較高容易導致使用者之視覺感知不協調而造成動暈，因此，處理裝置110可將圖像G顯示於影像變化率C1較高的第一區域I1(對應於步驟520)，以作為使用者視覺上之恆定參考標的。圖像G除了作為使用者恆定參考標的，圖像G亦可具有較大之尺寸以遮蔽影像變化率C1較高的第一區域I1中複雜度較高之景物，進而排除使用者視覺上的複雜度干擾。另一方面，相對的，具有較低的影像變化率C2的第二區域I2可顯示其他的顯示資訊418(例如文字)。

在另一個比較例中，係於多個時間點分別擷取多個 影像，並根據不同影像之間的變化來計算影像變化率。不同於上述比較例，在本揭示的第一實施例的影像變化率之判斷方式中，於單一時間點擷取單一影像(外部影像IMG1)，並針對單一影像內的多個區塊(例如區塊402、404、410、412)進行分析而能夠立即判斷出影像變化率。換言之，本揭示之技術方案可在單一時間點即時判斷出影像變化率，並能夠根據即時的判斷結果即時決定圖像IMG之顯示位置，具有即時處理(real-time processing)的技術功效。

上文所述之實施方式係根據外部影像IMG之影像變化率以決定圖像G之顯示位置，然而本揭示之技術方案不限於此。處理裝置110亦可根據載具之姿態P調整圖像G之顯示位置與顯示角度。圖像顯示系統100之感測器108例如為陀螺儀、水平儀或六軸感測器，其可用以感測載具之姿態P，例如，感測載具朝向前後左右各方向之傾斜或位移。第6A圖至第6D圖為本揭示圖像G之顯示位置及/或顯示角度調整方式之示意圖，首先請參見第6A圖，感測器108感測到載具602之姿態P為向前傾斜，並感測到載具602前傾而導致的位移；相應的，處理裝置110根據載具602之姿態P改變以執行一恆定位置演算法，將圖像G顯示於顯示器102之恆定顯示位置，能夠補償載具602姿態變化導致的位移。

此外，在一種可選擇的實施方式中，處理裝置110亦可因應於載具602姿態P的改變調整圖像G於顯示器102之 顯示角度。例如，可根據使用者的習慣，將圖像的顯示角度調整為與載具602之姿態P互補(反向)之角度，使得呈現於顯示器102之圖像G對於使用者之視覺而言是恆定的，即位置不變動且角度不變動。在一示例中，圖像G例如為郵筒外觀的圖像，若載具602之姿態P為向前傾，則郵筒之顯示角度對應調整為仰視之角度。參見第6B圖，若感測器108感測到載具602之姿態P為處於正常姿態並未傾斜，則郵筒之顯示角度為正面視角。再參見第6C圖，若感測器108感測到載具602之姿態P為向後傾斜，則郵筒之顯示角度為俯視之角度。在另一種態樣的示例中，亦可依據使用者之不同習慣，將圖像G之顯示角度調整為與載具602之姿態變化同向。例如，若載具602之姿態P為向前傾，則郵筒之顯示角度調整為俯視之角度；若載具602之姿態P為向後傾，則郵筒之顯示角度調整為仰視之角度。

在本揭示之另一示例中，圖像G亦可以是幾何圖形。如第6D圖所示，圖像G係為長條形之圖像，長條形之圖像G在顯示器102的顯示角度與載具602之姿態P互補。例如，在第6D圖之範例中，載具602之姿態P為向後傾斜，則長條形之圖像G之顯示角度為向前傾斜，因此使用者於載具602內觀看到的長條形之圖像G仍然處於水平方向。在第6D圖之範例中，長條形之圖像G之左端點G_L可對齊於載具602之前門車窗前緣與載具602之「A柱(載具前方的車體支柱)」交界之位置。

而圖像G不限定於靜態之單一圖案，更可為具有三 軸動態顯示之動態圖案。動態之圖像可即時因應於載具602的姿態變化而動態改變圖像G之顯示位置或顯示角度。例如，若即時感測到載具602向前傾斜，則圖像G之顯示角度可即時的動態改變為俯視角度。

除了根據外部影像IMG之影像變化率以決定圖像G之顯示位置或根據載具之姿態P以調整圖像G之顯示角度，處理裝置110更可根據載具602所處之場域而選用圖像G之類型及/或色彩等。第7A圖與第7B圖為本揭示圖像G之類型及/或色彩選用方式之示意圖，第8圖為本揭示圖像G之類型及/或色彩選取方法之流程圖。

請同時參見第7A、7B、8圖，圖像顯示系統100更可包括一定位裝置(例如GPS)以定位並取得使用者或載具的地理座標，而圖像顯示系統100之處理裝置110可依據地理座標判斷使用者或載具所處之場域(對應至步驟802、804)。

若處理裝置110判斷所處之場域為都市之街道(如第7A圖所示)，則圖像G之類型可選用都市街道常見之物體，例如選用郵筒作為圖像G，使圖像G易於融入都市街道場域之外部影像IMG(對應至步驟806)。在另一示例中，處理裝置110判斷所處之場域為鄉村(如第7B圖所示)，則圖像G之類型可選用鄉村常見之物體，例如選用樹木作為圖像G，使圖像G易於融入鄉村場域之外部影像IMG(對應至步驟806)。

在第二資訊擷取裝置104取得載具之外部影像 IMG(對應至步驟808)之後，處理裝置110更可分析外部影像IMG之色彩或色調(對應至步驟810)，並據以調整圖像G之顏色。若外部影像IMG為都市之街景而呈現出建築外牆之灰白色色調(如第7A圖所示)，則可將圖像G之顏色調整為灰白色之互補色或對立色，使圖像G突顯於外部影像IMG(對應至步驟812)，例如，將圖像G之顏色調整為黑色(其為白色之對立色)。在另一示例中，若外部影像IMG為鄉村之草原而呈現出綠色色調(如第7B圖所示)，則可將圖像G之顏色調整為紅色(其為綠色之互補色)，使圖像G突顯於外部影像IMG(對應至步驟812)。而後，可根據所選用之圖像G之類型及色彩，產生調整後的圖像G(對應至步驟814)。

上文所述之各示例係將圖像G顯示於顯示器102中以作為使用者視覺上的恆定參考標的。在其他示例中，若外部影像IMG具有現成可利用之參考標的，則亦可選擇不將圖像G顯示於顯示器102中。第9圖為本揭示外部影像IMG之參考標的判斷方式之示意圖，第10圖為本揭示外部影像IMG之參考標的判斷方法之流程圖。

請同時參見第9、10圖，係由第二資訊擷取裝置106或處理裝置110對於外部影像IMG進行分析處理，以判斷外部影像IMG中是否具有現成的參考標的。首先，判斷外部影像IMG為模糊或清晰(對應於步驟1002)。例如，可判斷外部影像IMG之物體902邊緣之銳利程度。若物體902之邊緣為不連 續之斷點，則此物體902係為模糊而無法作為參考標的(對應於步驟1004)，此時處理裝置110可自動產生圖像G而顯示於顯示器102(對應於步驟1006)。

相對的，若物體902之邊緣為連續輪廓線，係判斷外部影像IMG為清晰，具有銳利而連續輪廓線之清晰物體902將可能作為現成可利用之參考標的。此時，可選擇性進一步分析外部影像IMG之灰階值，以判斷外部影像IMG是否為低亮度而處於昏暗狀態(對應於步驟1008)。若外部影像IMG為高亮度，則外部影像IMG之物體902係為輪廓線銳利清晰且具有高亮度，此物體902將可能作為現成可利用之參考標的。

此時，可選擇性更進一步分析外部影像IMG之物體902之形貌描繪，並判斷物體902之形貌停留於顯示器102之顯示範圍內之時間是否大於一臨界值(對應於步驟1010)，若停留時間大於臨界值，表示物體902相對處於恆定位置而利於作為使用者視覺上的參考標的(對應於步驟1012)。例如，外部影像IMG中的物體902係為遠方山脈，遠方山脈停留於顯示器102之特定顯示範圍內之時間大於一臨界值，表示遠方山脈相對處於恆定位置，並且，遠方山脈的輪廓線銳利清晰以及具有高亮度，則遠方山脈可作為參考標的。此時，處理裝置110非必然需要產生圖像G，可由使用者決定是否產生圖像G並顯示於顯示器102(對應於步驟1014)。

上文係說明本揭示的圖像顯示系統100之各實施例 的詳細實施方式，下文係說明配合圖像顯示系統100而實施的圖像顯示方法。第11圖為依據本揭示第一實施例之圖像顯示方法1100之流程圖，請參見第11圖(並配合參見第1~4圖)。首先，在步驟1102，可藉由第一資訊擷取裝置104監控使用者的頭部及/或眼部以得到使用者的視線方向，並可藉由第一資訊擷取裝置104或處理裝置110獲取使用者202在圖像顯示系統100之顯示器102上的視線範圍V。

接著，在步驟1104，可藉由處理裝置110將至少一圖像G顯示於顯示器102上的視線範圍V。更具體而言，圖像G是顯示在使用者的主要視線以外的區域，即圖像G顯示在使用者餘光所及的次視野區域V2。於步驟1106，可藉由第二資訊擷取裝置106擷取顯示器102相對於使用者202之另一側的外部影像IMG。

接著，在步驟1108，可藉由第二資訊擷取裝置106或處理裝置110計算外部影像IMG之第一區域I1的影像變化率C1及外部影像IMG之第二區域I2的影像變化率C2。更具體而言，可分析外部影像IMG其中的一或多個區塊內的各項屬性(例如顏色、亮度及/或形狀等等)的相似度，並分析此些區塊內的物體在使用者視覺上的複雜度，以判斷外部影像IMG之此些區塊所在區域的影像變化率。

由步驟1110，可藉由處理裝置110將圖像G顯示於外部影像IMG之影像變化率C1較高的第一區域I1，以使得 圖像G作為使用者視覺上的恆定參考標的而降低使用者的動暈症狀。

請配合參考第6A~6D圖，在步驟1112，可藉由感測器108感測載具602之姿態P，並根據載具602之姿態P計算出圖像G之恆定顯示位置。接著，在步驟1114，係根據恆定顯示位置調整圖像G顯示於顯示器102之顯示位置及/或顯示角度。而後，在步驟1116，係根據調整後的顯示位置及/或顯示角度，將圖像G顯示於顯示器102。

第12A、12B圖為依據本揭示第二實施例之圖像顯示方法1200之流程圖。圖像顯示方法1200之步驟1202~1206以及步驟1212~1216類似於第11圖之圖像顯示方法1100的部分步驟，於此不再重述。另一方面，圖像顯示方法1200之步驟1207至步驟1210係對應於第7A、7B、8圖之圖像G的類型及/或色彩選用方式。其中，在步驟1207，可藉由定位裝置對於使用者或載具進行定位，取得使用者或載具的地理座標，並藉由處理裝置110依據地理座標判斷使用者或載具所處之場域，例如為城市或鄉村。

接著，在步驟1208，根據載具所處之場域選用圖像G的類型，使圖像G易於融入載具所處之場域之外部影像IMG。於步驟1209，可藉由處理裝置110分析外部影像IMG之色彩或色調。接著，在步驟1210，根據外部影像IMG色彩或色調而藉由處理裝置110調整圖像G之顏色為外部影像IMG的對 立色或互補色。

第13A、13B圖為依據本揭示之第三實施例之圖像顯示方法1300之流程圖，圖像顯示方法1300之步驟1302~1310類似於第11圖之圖像顯示方法1100的部分步驟或第12圖之圖像顯示方法1200的部分步驟，於此不再重述。

另一方面，圖像顯示方法1300之步驟1312與步驟1313係對應於第9、10圖之外部影像IMG之參考標的判斷方式。請參見第9、10、13A及13B圖，在步驟1312，可藉由第二資訊擷取裝置106或處理裝置110判斷外部影像IMG中是否具有現成的參考標的，例如，判斷外部影像IMG中的遠方山脈可做為現成的參考標的。

而後，在步驟1313，若外部影像IMG中具有現成的參考標的，則處理裝置110非必然需要產生圖像G，此時可由使用者決定是否產生圖像G並顯示於顯示器102。

若使用者決定採用現成之參考標的，則處理裝置110不產生圖像G，而結束此實施例之圖像顯示方法1300。然而，若使用者不採用現成的參考標的，則繼續進行步驟1314至步驟1316，由處理裝置110自動產生並調整圖像G以作為參考標的。

第14A圖為依據本揭示第四實施例之圖像顯示方法1400之流程圖，參見第14A圖，第四實施例之圖像顯示方法1400類似於第一實施例之圖像顯示方法1100，差異之處在於：第四實施例之圖像顯示方法1400更包括步驟1418以選擇單窗方 式或環艙方式來顯示圖像G，另可選擇性採用步驟1420以對於外部影像IMG進行模糊處理或遮蔽處理。

第14B圖及第14C圖為圖像顯示方法1400的步驟1418中，以單窗方式或環艙方式顯示圖像G之示意圖。請參照第14B圖，若以單窗方式顯示圖像G，可將圖像G顯示於載具1402之單一的車窗1404。例如，圖像G為水平設置之長條形式，圖像G例如可顯示於後車門之車窗1404。圖像G之右端點G_R可對齊於後車門上緣與「C柱(載具後方的車體支柱)」交界的位置(約略為後車門之門把的上方位置)。請再參照第14C圖，若以環艙方式顯示圖像G，則可將圖像G以連動方式顯示於載具1402之全部的車窗及擋風玻璃。例如，將圖像G顯示於左側的前車窗1406、左側的後車窗1404、右側的前車窗與後車窗(圖中未顯示)、前擋風玻璃1408以及後擋風玻璃1410，以提供使用者在視覺上為全視角之參考標的。

第14D為圖像顯示方法1400的步驟1420中，選擇性的對於外部影像IMG進行遮蔽處理之示意圖，參照第14D圖，例如將圖像G的尺寸擴大，使圖像G涵蓋顯示器的大部分顯示範圍，以將車窗外之景物遮蔽而降低外部景物對於使用者的干擾，以達到干擾排除的功效而能夠更徹底的減除使用者的動暈症狀。

第15A、15B圖為依據本揭示之第五實施例之圖像顯示方法1500之流程圖，參見第15A、15B圖，第五實施例之 圖像顯示方法1500類似於第三實施例之圖像顯示方法1300，差異之處在於：第五實施例之圖像顯示方法1500更包括步驟1512以判斷使用者是否有動暈症狀。若使用者有動暈症狀，則需要顯示圖像G以提供使用者視覺上的恆定參考標的，此時執行步驟1514至步驟1516。相對的，若使用者無動暈症狀，則執行步驟1513，可由使用者進一步決定是否產生並顯示圖像G。

第16A圖為依據本揭示第六實施例之圖像顯示方法1600之流程圖。參見第16A圖，相較於第一實施例之圖像顯示方法1100，第六實施例之圖像顯示方法1600更包括步驟1611及步驟1612以預先估算載具在後續時間(未來的時間)可能具有的後續時間姿態P_f並據以產生提示資訊Ht。並且，第16B圖為配合實施圖像顯示方法1600的圖像顯示系統100B的方塊圖，第16C圖為圖像顯示方法1600中顯示提示資訊Ht的示意圖。

同時參見第16A~16C圖，圖像顯示系統100B之感測器108更可包括一感測電路(圖中未顯示)以感測載具之方向盤、煞車、油門、方向燈等等的回饋訊號。在步驟1611中，感測器108可根據該些回饋訊號預先估算載具在未來時間(後續時間)可能具有的姿態改變。例如，感測器108可根據方向盤轉向或方向燈的回饋訊號以預估載具之行車方向可能轉變，或者，根據煞車的回饋訊號以預估載具可能減速。據此，感測器108預先估算而得到載具的後續時間姿態P_f係為：載具轉彎或載具減速。 在另一態樣的示例中，感測器108亦可感測載具座椅的受力狀況(例如：座椅所承受的壓力數值)而感測使用者202的身體姿態改變，據以預估得到載具的後續時間姿態P_f例如為：載具加速。在其他態樣的示例中，感測器108亦可包括光達(LiDAR)或其他影像感測裝置以偵測載具前方之路況，據以預估載具的後續時間姿態P_f可能為：載具轉彎、載具加速/減速或載具倒車行進(例如倒車入庫)等。

接著，在步驟1612，感測器108將預估的載具後續時間姿態P_f傳送至處理裝置110，處理裝置110相應的產生提示資訊Ht並顯示於顯示器102。提示資訊Ht例如為圖形、文字或圖形與文字的組合，使用者202可經由提示資訊Ht預先得知載具在後續時間可能將發生的姿態變化；據此，使用者202可具有心理準備或預先改變身體姿勢以因應載具將來的姿態變化，進而降低動暈症狀。

根據上述各實施例及各種變化態樣之示例，本揭示之一技術方案可利用單窗或環艙方式在載具的單一車窗或全部車窗(包括前後擋風玻璃)設置顯示器102。顯示器102可以是透光形式以使得使用者202視線能穿透顯示器102而觀看載具外部之景物。可將載具外部之景物擷取為外部影像IMG，並產生一圖像G顯示於顯示器102，圖像G提供使用者202視覺上的恆定參考標的，以降低使用者202之動暈症狀。可根據使用者202在顯示器102上的視野範圍V及外部影像IMG的影像變化 率來決定圖像G的顯示位置，並根據載具的姿態P之變化即時調整圖像G的顯示位置及顯示角度。更可進一步選擇根據使用者202或載具所處場域之類型及背景色調來決定圖像G之類型或色彩等，以使得使用者202之動暈症狀之抑制效果最佳化。本揭示之一技術方案更靈活彈性的提供使用者202自行決定的選項，可根據使用者202是否有動暈症狀或根據外部影像IMG是否存在現成可利用之參考標的，由使用者202自行決定是否顯示圖像G。

本揭示之一技術方案在判斷外部影像IMG之影像變化率時，可針對單一時間點擷取之單一的外部影像IMG進行分析，根據單一的外部影像IMG之不同區域I1、I2內物體的複雜程度及相似程度來判斷影像變化率，非必須於多個時間點對於多個影像進行分析，因而能夠節省運算資源。本揭示之一技術方案可在單一時間點即時判斷影像變化率以決定圖像G之顯示位置以達到即時判斷之功效。

雖然本發明已以較佳實施例及範例詳細揭露如上，可理解的是，此些範例意指說明而非限制之意義。可預期的是，所屬技術領域中具有通常知識者可想到多種修改及組合，其多種修改及組合落在本發明之精神以及後附之申請專利範圍之範圍內。

102:顯示器

302:使用者之頭部

304:使用者之眼部

I1:第一區域

I2:第二區域

V:視野範圍

V1:主視野區域

V2:次視野區域

G:圖像

IMG:外部影像

Claims (20)

1. 一種圖像顯示系統，包括：顯示器；至少一第一資訊擷取裝置，用以獲取一使用者在該顯示器上的一視野範圍；至少一第二資訊擷取裝置，用以擷取該顯示器相對於該使用者另一側的一外部影像，該外部影像具有一第一區域以及一第二區域；至少一感測器，用以感測一載具之一姿態；以及一處理裝置，用以產生至少一圖像，並依據該視野範圍、該第一區域之一影像變化率、該第二區域之一影像變化率及該載具之該姿態而將該至少一圖像顯示於該顯示器，其中該第一區域之該影像變化率及該第二區域之該影像變化率係依據該第一區域及該第二區域的顏色、亮度及/或形狀的一相似程度而計算。
2. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該相似程度為低對應於該影像變化率為高，該第一區域的該影像變化率高於該第二區域的該影像變化率，並且該處理裝置將該至少一圖像顯示於該顯示器之對應於該第一區域之部分。
3. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該處理裝置將該至少一圖像顯示於該使用者之該視野範圍之內。
4. 如請求項3所述之圖像顯示系統，其中，該視野範圍包括一主視野區域以及一次視野區域，該處理裝置將該至少一圖像顯示於該主視野區域以外的區域。
5. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該處理裝置依據該載具之該姿態以調整該至少一圖像於該顯示器之顯示位置及/或顯示角度。
6. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該至少一感測器更預先估算該載具之一後續時間姿態，該處理裝置根據該後續時間姿態產生一提示資訊，並將該提示資訊顯示於該顯示器。
7. 如請求項1所述之圖像顯示系統，更包括：一定位裝置，用以定位該使用者或該載具的一地理座標；其中，該處理裝置更依據該地理座標判斷該使用者或該載具所處之場域，並依據該場域選用該至少一圖像的類型。
8. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該至少一第二資訊擷取裝置或該處理裝置更判斷該外部影像是否具有至少一參考標的，若否，則該處理裝置將該至少一圖像顯示於該顯示 器，若是，則由該使用者決定是否將該至少一圖像顯示於該顯示器。
9. 如請求項8所述之圖像顯示系統，其中，該外部影像包括至少一物體，該至少一第二資訊擷取裝置根據該至少一物體之清晰度、亮度以及停留時間而選取該至少一物體作為該至少一參考標的。
10. 如請求項1所述之圖像顯示系統，其中，該顯示器係以單窗形式或環艙形式設置於該載具之至少一車窗及/或至少一擋風玻璃。
11. 一種圖像顯示方法，應用於一圖像顯示系統，該圖像顯示方法包括：獲取一使用者在該圖像顯示系統之一顯示器上的一視野範圍；擷取該顯示器相對於該使用者之另一側的一外部影像，該外部影像具有一第一區域以及一第二區域；依據該第一區域及該第二區域的顏色、亮度及/或形狀的一相似程度以分別計算該第一區域的一影像變化率及該第二區域的一影像變化率；感測一載具之一姿態；以及 依據該視野範圍、該第一區域之該影像變化率、該第二區域之該影像變化率、以及該載具之該姿態而顯示至少一圖像於該顯示器。
12. 如請求項11所述之圖像顯示方法，其中，該相似程度為低對應於該影像變化率為高，該第一區域的該影像變化率高於該第二區域的該影像變化率，該圖像顯示方法更包括：將該至少一圖像顯示於該顯示器之對應於該第一區域之部分。
13. 如請求項11所述之圖像顯示方法，其中，係將該至少一圖像顯示於該使用者之該視野範圍之內。
14. 如請求項13所述之圖像顯示方法，其中，係將該至少一圖像顯示於該視野範圍之一主視野區域以外的區域。
15. 如請求項11所述之圖像顯示方法，其中，係依據該載具之該姿態以調整該至少一圖像於該顯示器之顯示位置及/或顯示角度。
16. 如請求項11所述之圖像顯示方法，更包括： 定位該使用者或該載具的一地理座標；依據該地理座標判斷該使用者或該載具所處之場域；以及依據該場域選用該至少一圖像的類型。
17. 如請求項11所述之圖像顯示方法，更包括：判斷該外部影像是否具有至少一參考標的；若否，顯示該至少一圖像於該顯示器；以及若是，則由該使用者決定是否顯示該至少一圖像於該顯示器。
18. 如請求項17所述之圖像顯示方法，其中，該外部影像包括至少一物體，該圖像顯示方法更包括：分析該至少一物體之清晰度、亮度以及停留時間；以及根據該該至少一物體之清晰度、亮度以及停留時間選取該至少一物體作為該至少一參考標的。
19. 如請求項11所述之圖像顯示方法，其中，該顯示器係以單窗形式或環艙形式設置於該載具之至少一車窗及/或至少一擋風玻璃。
20. 如請求項11所述之圖像顯示方法，更包括：預先估算該載具之一後續時間姿態；根據該後續時間姿態產生一提示資訊；以及 將該提示資訊顯示於該顯示器。

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