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1、密级：公开级国家科技支撑计划课题可行性研究（论证）报告（试行）项目名称:新一代信息技术关键计量标准及溯源体系研究项目编号:课题名称:动态显示关键计量技术研究课题编号:项目组织单位:课题申报单位:中国计量科学研究院课题负责人:起止年限:至中华人民共和国科学技术部第41页/共42页填 写 说 明一、本报告由课题申报单位编写。二、编写要求：2.1课题目标完整、集中、明确、可考核，要充分考虑经济、技术等方面的可行性；2.2研究任务和内容重点突出，任务设置合理；2.3技术路线清晰、技术关键点与创新点明确；2.4配套条件落实，管理措施具体，组织实施条件完备就绪，课题申报单位与其他参与单位分工明确；2.5经
2、费预算根据充分，经费筹措有保障，经费使用符合有关规定；2.6风险分析全面，对策措施完备；2.7相关证明文件等附件齐全。三、报告中涉及到外文缩写要注明全称。四、本报告文本采用A4幅面纸，4号仿宋体字。标题加黑。五、可行性研究报告按项目组织单位要求的份数打印装订，盖章后报项目组织单位，同时报送电子版本。六、通过课题可行性论证后，根据专家论证意见和建议，以及项目组织单位意见修订完善，形成课题可行性论证报告。课题信息表项目名称新一代信息技术关键计量标准及溯源体系研究项目编号课题名称动态显示关键计量技术研究课题编号课题申报单位名 称中国计量科学研究院单位所在地北京北三环东路18号通讯地址北京市朝阳区北三
3、环东路18号单位类别事业单位组织机构代码40083511-1邮 编100013单位主管部门国家质量监督检验检疫总局其他主要参加单 位序号单位名称组织机构代码1中国科学院半导体研究所40001238-52北京市计量检测科学研究院40059120-9课题负责人1姓 名陈赤性 别男出生日期1967年10月13日学 位博士工作单位中国计量科学研究院职 称副研究员办公电话010-64524816移动电话13261837298证件类型身份证证件号码11010819671013891x课题负责人2姓 名性 别出生日期学 位工作单位职 称办公电话移动电话证件类型证件号码课题组人数人高级人中级人初级人其他人起始
4、时间2014年1月终止时间2016年12月经费预算280万元，其中国拨经费280万元。可行性研究（论证）报告编写提纲一、课题概述本课题主要针对动态显示的运动伪像，颜色失真进行测量系统设计，针对动态显示时清晰度，颜色测量方法进行分析和研究，采用科学合理的测试参数定量评价动态显示参数特性，就运动图像响应曲线、感知模糊宽度、颜色运动伪像以及动态分辨率进行重点研究，并进行客观与主观评价方法对比实验，验证评价方法的合理性，从而获得科学合理的客观评价方法。主要内容包括：(1) 测量装置设计包括高速相机定标方法的研究，不同运动形式和照明环境下对高速相机各项指标的评价；(2) 直接测试系统设计和模拟测试系统设
5、计，客观评价图像采集和图像显示设备及测试设备，同时对人眼视觉响应进行客观评价与主观评价一致性的研究；(3) 针对旋转追踪机构瞬态光度计设计，结合快速光谱仪进行测试方法的模拟预测，进行放大成像系统及追踪照相系统设计研究(4) 研究并实现合理可靠的标准运动图像视频信号源，结合不同因素进行动态图像运动伪像测量方法和评价参数的定量评价将评价方法和评价参数的实验研究纳入IEC 平板显示器件动态图像质量相关标准的讨论和制定中去。从任务书二、课题需求分析1项目确定的课题目标与任务的需求分析信息产业关键器件技术包括两部分，即大规模集成电路和人机界面的平板显示终端。抓住关键器件的建设是发展我国信息化的基础。平板
6、显示器产业对我国的意义不仅仅在于创造新的经济增长点，更重要的是为我国产业结构的调整创造了条件，为我国今后经济的发展奠定了基础。在2012年中国平板显示器研讨会上，专家认为21世纪必将是各种显示器各显神通的时代，低功耗、全固态、色彩还原性好、响应速度快等优异性能，已成为当前全球显示产业发展的重点。长期以来我国一直处于“缺芯少屏”的状况，不仅技术受制于人，标准和测试技术也落后于发达国家。2011年后中国政府把平板显示产业上升到国家的经济战略，中国大陆平板显示产业厚积薄发。京东方华星8.5代液晶面板线也将实现量产，基本替代进口，这标志着我国在新型显示产业取得重大突破性发展。2012年中国占全球面板市
7、场份额从2.4%提高到20%以上，并将在2015年成为世界第三大平板显示生产地，仅次于韩国和台湾。而国外厂商依据其产品的发展有选择性的从产品标准挑选一些指标进行测试，如最初的对比度，色度到响应时间，动态对比度，动态清晰度的测试宣传自己产品质量，制约国内产业的发展，提高企业产品成本，将国内厂商限制在低端领域，随着LED背光电视，OLED电视，立体显示等近几年的发展，动态显示参数和人眼视觉关系已经开始进入显示器测试指标。动态显示中，信息图像处理是图像处理和计算机视觉领域中一个非常活跃的分支，在科学技术研究和工程应用上有着十分诱人的前景。例如:(l)军事上，用于对空监视中的多目标跟踪、机载或弹载前视
8、红外图像中的目标检测、导弹动态测量等方面;(2)工业上，用于工业过程控制、机器人视觉、自主运载器导航等方面;(3)医学上，用于生物组织运动分析等方面;(4)商业上，用于动态图像传输中的视频压缩等方面;(5)气象上，用于云图的分析和天气预报;(6)运输上，用于交通管理、运输工具的流量控制等方面。21世纪的计算机视觉研究将从今天的静态图像研究转向动态图像序列分析或者说是动态图像理解。同时动态图像序列的语义理解是互联网时代全球化信息共享和信息检索的关键问题，有许多学者做了一些十分有意义的研究;动态图像序列的语义理解也是智能视觉监控的关键理论和方法，是实现智能化社会保安、智能交通和军事安全的重要途径，
9、许多学者发表了各个领域中的研究成果。作为视频采编的关键设备CCD视频摄像机以及视频播放的终端显示设备-平板显示器件，必须具有足够的性能完成实时动态图像的成像和显示。然而，人们在用平板显示器显示高速运动的物体时所往往会产生拖尾、色分离、图像模糊等影响显示质量的现象（运动伪像），因此只有用动态图像来进行成像系统或者显示系统的检测才是真正符合人类对视频图像的要求。在继高清的热点后，动态高清将成为主导。不管是使用者还是商家对于质量的要求也越来越高，对于显示器的认识也日趋明确，简单的参数已经不再能够吸引客户，只有实在的技术提高才能确保产品的销量，而对于显示器的评价规范化和标准化是促进市场规范的重要因素。
10、因此对于显示终端运动伪像的研究就显得尤为重要，对动态图像质量的评判有助于规范显示器参数，促进消费者更合理、有效的购买。我国显示器出口虽然受经济形势影响，但近几年依然在6000 -7000万台，产品的出口必须经过国际认证，主要有TCO，TUV，VESA，能源之星等等，测试内容涉及安全、环保、性能方面的测试。关键测试设备量值一致性是保障企业产品通过质量认证的关键，显示器产品的静态画面质量的一致性是以往主要测试项目。目前，动态显示参数也已被部分认证采用，而现在的量值溯源尚未完全覆盖相应参数，滞后影响明显。计量院相关研究人员作为IEC TC110电子显示设备及相关组件标准专家组成员参与了平板显示相关标
11、准的讨论和制定，已经开始讨论相关动态参数方面的标准制定，本课题通过建立平板显示器运动伪像测量装置，研究动态图像质量评价测试方法，并结合实际情况下人眼的观测结果进行分析，重视考虑人因的环节，将促进平板显示器市场的进一步规范，而对限制显示器质量提高的因素-运动伪像的研究将极大促进平板显示技术的进一步提高，建立的标准装置量值溯源体系将非常有力地支持了中国标准的符合性认证能力，增强我国在相应标准制定的话语权，保证我国产业利益。从任务书2课题解决的主要技术难点和问题分析在图像信息的获取方面，最基本的是目标的位置、姿态和表面反射比参数，在不同照明条件下，不同的位置、姿态、结构参数的基础上进行综合分析得到的
12、标准物体进行图像采集得到二维或三维信息，标准样品的研制将是工作的重点和难点之一。研制动态显示标准装置，含信号发生器，显示器动态背光及显示器标准动态图像和响应时间的定标，需要解决标准装置的稳定性，背光的控制，以及能够快速测量显示器特性的响应时间及其动态图像的色度光度信息，分析不同显示原理下动态显示的测量不确定度及与静态测试相比各参量的校正因子。三、现有工作基础与优势1国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析在国际上，相关的国际组织通过了多项涉及显示器测量的国际标准，如下图所示，其中包含了大量的对不同显示器测量方法的要求。目前测试方法标准基于静态显示图像，忽略周围环境对图像质量的影响及动态
13、显示参数测量方法的研究，不能准确的模拟人类视觉生理和心理对现实世界的感知能力。随着显示器逐步向高清晰大屏幕发展，动态背光技术，运动图像清晰度和动态下颜色的补偿已成为显示技术快速发展的方向，也是本课题的研究重点。2008年，为迎接奥运会的召开，我国制定了等离子数字电视动态图像清晰度测量方法，但我国相应的动态显示光度色度计量标准依旧处于空白，亟待加强。随着LED背光技术广泛应用，动态图像清晰度色度得到了进一步改善，也急需采用相应的计量标准和测试方法。图1. 平板显示国际标准组成图本项目的研究属自主创新，部分研究将达到国际一流水平，不涉及知识产权问题。本项目将形成多个具有自主知识产权的成果，成果将以
14、多项专利、文章、测量方法和研究报告体现。2课题申请单位及主要参与单位研究基础（近5年来开展的与本课题相关的研究开发经历、已取得的科技成果及技术性能水平、已具备的知识产权、已具备的与本课题研究相关的科研条件与研究开发队伍现状等。）中国计量科学研究院在动态显示计量领域，在彩色电视质量计量方面有15年以上研究历史，在“七五”期间(1991年)建成了“彩色电视白场标准装置”，2004年起建立了平板显示与高清晰度数字电视计量标准。目前该标准装置可以提供CRT和LCD及其它显示器件的色坐标、亮度因数、相关色温的校准服务，并开展了大量前期基础性研究工作，提供可溯源的计量服务及各种用户定制的特殊测试服务。中科
15、院半导体所摘自合作单位推荐表，请修改是集半导体物理、材料、器件及应用研究于一体的半导体科学技术的综合性研究所。LED照明显示作为半导体领域的一个重要研究方向，一直受到科学院的高端重视。于2003年率先提出建议，为启动实施“国家半导体照明工程”的实施起到了不可替代的作用，依靠多年来在半导体领域的技术积累，已形成从基础理论、材料、器件、应用到测试分析等完整的专业布局，成为高端关键技术向产业转移的“引擎”。在相关显示照明等领域承担多项国家863高技术研发项目并取得了一系列创新性重要成果。在高效图形衬底外延,高效大功率LED及紫外LED等方面攻克了材料与工艺难题，获得高质量的外延材料，并解决了大功率LED面临的内量子效率，提取效率、散热等关键问题。北京市计量检测科学研究院摘自合作单位推荐表，请修改在光学检测技术领域具有较强的技术实力。建有色度、光亮度、光照度、发光强度、激光、视光学等十多项国家级检测标准
