南昌领航数码科技有限公司 《无缝数字大屏幕显示系统》
可 行 性 研 究 报 告
二零一零年十月十日
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目 录
第一章 选题的必要性„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
一、项目所处技术领域产业政策„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 二、项目所处技术领域技术发展现状 „„„„„„„„„„„„„„„„6 三、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用 „„„„„„„„„7 四、项目目前进展情况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
第二章 技术方案论述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
一、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平 „„„„„10 （一）、项目关键技术 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 （二）、创新点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 （三）、项目完成时达到的技术水平 „„„„„„„„„„„„„„„„11 二、项目技术方案论述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 （一）、项目的技术原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 （二）、工艺流程 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 三、项目技术质量指标 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25 （一）、项目技术参术、性能指标 „„„„„„„„„„„„„„„„„25 （二）、项目执行的质量标准 „„„„„„„„„„„„„„„„„„25 四、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标 „„„„„„„„„„„„„25 五、项目经费预算情况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 （一）、项目的总投资 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 （二）、项目已完成的投资„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 （三）、项目新增投资、投资构成和投资预算„„„„„„„„„„„„„26 （四）、申请科技三项经费的主要用途 „„„„„„„„„„„„„„„26
第三章 项目实施支撑条件 „„„„„„„„„„„„„„„„„27
一、项目技术来源 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27
二、项目实验、检测条件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27
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三、项目申请单位人才资源情况：技术人员总数、中高级技术人员比例 „„„27 四、项目组人员专业结构、职称结构„„„„„„„„„„„„„„„„28 五、项目新增投资筹集情况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„29
第四章 项目预期经济效益 „„„„„„„„„„„„„„„„„30 一、 经济效益分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 二、 预期市场需求 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 三、 预期盈利水平 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33
四、 预期产业化前景 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33
五、 项目实施风险分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„34
第五章 项目预计社会效益、环境效益 „„„„„„„„„„„„35 一、 社会效益分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„35 二、 对社会发展的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36 三、 对资源利用情况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36 四、 对人才培养情况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36 五、 环境影响及效益 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„37
表一、项目投资与资金筹措表 „„„„„„„„„„„„„„„„„„38 表二、项目设备拟购清单 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 表三、申请科技三项经费使用预算表„„„„„„„„„„„„„„„„40
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第一章 选题的必要性
一、项目所处技术领域产业政策；
国际经济格局发生了深刻变化，随着我国加入WTO，经济全球化、一体化的趋势已成为必然，由技术进步引发的产业革命正深刻地改变着人类社会经济和生活面貌，技术创新对经济增长的贡献日益突出，科学技术成为国际竞争的关键因素。世界各国为取得更有利的国际分工地位，竞相调整产业结构与技术结构，对高新技术领域加大投入力度、扩大应用领域，加快科技成果转化为现实生产力的步伐，提升产业技术水平，以增强国际竞争力。
未来５到１０年，是我国经济和社会发展的重要时期，也是我国实现现代化第三步战略目标的关键阶段。面对科技革命与知识经济浪潮的兴起，经济全球化步伐加快，国际竞争日趋激烈的新形势，加快经济结构调整，实现两个根本性转变，提高国际竞争力，已成必然选择。为此国家经贸委会同财政部、科技部、国家税务总局，共同研究制定和实施适应新形势的《国家产业技术政策》，明确了在这一时期国家产业技术发展的战略目标和重点，积极推动技术创新能力与产业技术水平的提高，推进我国产业结构优化升级。只有在增强技术创新能力上走出符合我国国情特点的发展道路，才可能在未来的国际竞争中立于不败之地。
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这次制定的国家产业技术政策力争在重点行业、重点企业、重点产品和重点工艺、重大技术装备上，有重大技术突破，部分接近或达到同期国际先进水平；优先发展具有优势和对传统产业改造关系密切的高新技术；大力推进以企业为主体的技术创新体系的建设，培育一批具有自主创新能力和国际竞争力的大型企业和企业集团，带动一大批中小型企业向“专、精、特、新”方向发展。体现在高新技术领域具体包括：信息通信领域要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息家电技术，大力发展系统集成和信息服务、信息管理、信息安全技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，发展新兴产业，培育新的经济增长点。
我公司研发的《无缝数字大屏幕显示系统》是基于计算机视觉的采用图像融合技术和分布式计算技术等研究设计而成的，是综合采用了数字图像处理、计算机网络、计算机软件、分布式计算、计算机视觉等技术的新一代数字终端显示设备，是对传统分割屏、拼接屏技术的颠覆性的革新，无论从技术、视觉效果、功耗、运行成本、调校、维护、性价比及对操作人员的辐射等方面都是传统技术无可比拟的。支持文本、图形、图像、HDTV、高清电影、DVD、流媒体显示播放；支持GIS地理信息系统矢量地图；支持GPS卫星导航及定位显示；支持各类型网络及远程控制，更进一步支持Windows/Linux/Unix等跨平台操作。
因此该项目符合国家对数字、网络技术为基础的新一代信息产品产业政策。
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二、项目所处技术领域技术发展现状；
随着计算机技术、监控技术及数字视频网络化技术日新月异的发展，为方便各级决策指挥部门直观全面地指挥调度，大屏幕显示技术也得到了不断的提升，从LED单显、三基色显示、到目前的全彩LED显示屏幕，再到DLP真彩拼接屏幕，反映了人们对亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的视觉显示效果的潜在追求和对显示技术更新的强烈要求。
GIS地理信息系统、GPS卫星定位导航等高新管理技术与手段的出现再一次对大屏幕显示技术提出了新的挑战：虽然传统DLP大屏幕拼缝技术在一定程度上也可以实现超大画面、真彩、高分辨率的视觉效果，拼缝技术也从原来的一厘米拼边、五毫米拼缝到目前的三毫米拼缝，但不论怎么减少，这样的物理拼缝是不能从根本上消除的，并直接影响使用者的应用效果。
另一方面，传统的DLP拼接大屏幕高昂的造价、功耗、散热、难维护以及辐射问题也让很多使用单位难以接收，其主要由显示单元、图像处理器、视频矩阵 、RGB矩阵 、大屏幕显示控制系统集成软件、控制端等组成，仅显示单元的成本价就约为12-16万元/平方米，用户安装价约为18-22万元/平方米，一块十平方米的大屏的总造价（含集成）就将近四百万元人民币，另一方面它的“昂贵”不仅体现在前期的硬件投入，更体现在后期的维护成本和耗材费用。 某些品牌一年仅灯泡的更换费用（以十块屏为例）就高达七、八万人民币，因此很多用户虽急需这一系统，但因价格等因素而最终望而却步。
多通道《无缝数字大屏幕显示系统》是由图像无缝融合处理器、控制
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端、投影机、屏幕等组成，可根据用户不同的需求将不同的信号源（VGA、Video、DVI、SDI、HD等）数字图像信息进行显示发布，其显示单元由投影机和金属软、硬质投影屏幕代替了原来的DLP显示屏，该系统三通道大屏的显示面积等同于DLP十二个显示单元的显示面积，如以相同的利润率来计算：每通道用户平均安装造价约为35万元（国外相类似产品每通道均价约为80万元），通道显示面积取决于投影机的流明，一个十平方米的显示大屏的总造价（含集成）约为120万元人民币，比DLP大屏的造价低了三分之二，并且其使用寿命、维护成本、显示效果、故障率均优于DLP系统，因此多通道“无缝数字大屏幕显示系统”具有显著的市场竞争能力和易于普及的特性。
三、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用；
《无缝数字大屏幕显示系统》是采用多投影图像融合处理的方式来实现其无缝拼接的，系统采用的计算机视觉技术是将摄像技术和计算机技术的完美结合，实现对图像融合像素进行智能化、自动化的分布式数字分析，该技术为图像处理技术提供了一个全新的理念。
采用的融合技术包括以下四个方面:
1、图象的融合: 基于计算机视觉技术，通过计算机高速的处理，使多台不同的投影机播放同一内容；
2、投影机参数的融合: 不同的投影机有不同分辨率、亮度、色度和γ曲线，经计算机处理后左右上下应基本对称；
3、边缘的融合: 实现图像的几何形状的矫正,裁去多余部分，调整重叠部分等等；
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4、图像源与投影机的融合: 通过软件，使得不同分辨率的图象源能按要求在投影机中播放。
与传统拼接大屏幕技术相对比，这一融合技术目前在国内具有领先水平：
对比内容 采用的技术 视觉效果 辐射性 物理及光学拼缝 功耗及散热 工作原理 显示方式 图像分割方式 设备空间占用 可视化处理 可扩展性 冗余显示 运行成本 性价比 维护成本及方式 无缝数字大屏幕显示技术 计算机视觉处理技术 硬拼接技术） 无缝、高清 无 无 小 图像边缘自动融合 正投背投均可 随意组合、自动分割 小 可以 可根据需求任意扩展 可以 低 高 成本低、维护简便 有拼接缝 有 有 大 人工拼接 仅背投 专用图像分割机 大 不能完全实现 受分割系统硬件限制 不可以 高 低 成本高、维护周期长 传统DLP拼接屏技术 图像几何拼接（电视墙
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通过以上对比分析，该技术的实现将对所在领域的同类型或不同类型技术的发展产生深远的影响，也将推动这一领域内显示技术的进一步提高。
四、项目目前进展情况。
目前该项目已完成了市场调查分析及需求分析，技术上将重点研究自动几何形状矫正技术和边缘融合技术，建立相应的评价体系和方法，制订严格的质量目标和质量保证计划。确定项目的软硬件方案，对初步方案进行评价，在理论分析通过的基础上，购买设备进行试验，以得到关键性的实验数据并以此为基础，最终确定系统方案，进入项目实施阶段并完成软硬件系统的概要设计和详细设计。
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第二章 技术方案论述
一、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平；
（一）、项目关键技术：
1、自动几何形状矫正技术：在多投影仪组合显示中，投影仪只有与投影幕垂直时才能得到矩形的图像，否则就会产生梯形失真，而实际上各台投影仪是不可能与投影幕严格垂直的，如果这样要求，那就非常不利于实际使用。虽然一般的投影仪都提供梯形校正功能，但手工较正是一项很耗时的工作，当用于拼接的投影仪达到一定的数量，如24（6×4）台以上时，手工校正变得非常困难。而且由于场地的限制，有时根本就无法产生矩形的图像。投影仪位置很小的变化就可能造成投射图像的较大偏差，而震动及热胀冷缩等因素使得投影仪位置的变化在所难免，这就使得拼接系统需要经常的维护。因此本项目系统必须在投影仪的位置大致对齐的条件下，能够快速、准确、自动地实现几何形状矫正。
2、边缘融合技术：为了实现无缝显示，需将相邻图像的边缘部分重叠，这样会在边缘形成一条亮带，重叠部分的亮度为整幅图像其余部分的2倍；另外，由于设备的原因，会使得两台投影仪之间色谱、色彩范围不同。因此，多投影仪重叠区域的颜色亮度是影响组合显示质量最关键的问题。本项目系统将根据人眼对颜色缓慢变化要迟钝得多的特性，对相邻图像的重叠部分，采用数字图像处理技术中的图像融合技术使颜色平滑地从一边过渡到另一边，使得能够在整个投影屏幕上实现颜色（亮度）一致。
3、实时融合显示：在整个多投影仪图像融合显示过程中，必须要对每一个投影仪图像的每一象素的颜色、亮度、对比度等信息进行计算处理，
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计算量非常大，而且每一次的所有计算处理必须在40ms以内完成，随着投影仪数量的增多，单台图像融合服务器显然是不可能胜任这样的计算工作量。为了解决实时融合显示问题，我们将采用计算机网络技术和分布式计算技术，增加图像融合工作站，将任务分配给图像融合服务器和图像融合工作站，让它们分布式计算。
4、分布式计算的同步控制：在多投影仪融合显示过程中，各投影仪协作完成一个超大屏幕、高亮度、高分辨率的图像显示，可是各投影仪是分别输出的，为了避免图像画面的跳跃抖动，必须对多个输出节点的图像输出进行同步控制。 （二）、创新点：
创新点之一：基于图像融合的边缘融合技术，实现多投影的无缝拼接，很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。
创新点之二：基于PC集群的分布式计算技术，从而实现了系统的快速实时性。
创新点之三：基于计算机视觉的自动参数调整技术，从而使图像融合自动、方便、快捷、准确。
创新点之四：“虚拟的Windows操作系统平台”技术，使系统具有良好的应用接口。
（三）、项目完成时达到的技术水平：
《无缝数字大屏幕显示系统》将综合运用数字图像处理技术、计算机视觉技术、计算机网络技术和分布式计算技术等，使系统具有技术先进、数据源类型多、可扩展性强、超高分辨率、超高亮度、可视角度大和安装
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调试方便等特点。根据我司的大量市场调查和技术查新，项目完成时可达到国内领先水平。
二、项目技术方案论述：
（一）、项目的技术原理：
1、自动图像融合显示
利用多台投影仪进行投影拼接显示以提供超高分辨率图像所必须面临的一个问题是如何校正投影仪图像，使得整个屏幕看上去像一个完整的屏幕，而不是一块一块拼接起来的马赛克图像。投影仪图像校正的一个终极目标就是任一用户仅从投影墙上的图像不能分辩出这到底是由多少台投影仪拼接显示出来的。
由于人的视觉系统异常挑剔，只要两个小分屏的色差色调亮度等稍微有一点点差异，拼缝就会无所遁形。而从目前的制作工艺来说，挑选颜色参数几乎一致的投影仪无疑是困难而且代价昂贵的。于是，近年产生了通过相邻显示区域小部分重叠（基于投影仪）的拼缝消除技术，通常称为边缘融合技术，也被称为软拼接。重叠部分分别作过显示淡化的处理，使重叠起来的部分亮度色度等和原来该场景部分相差无几。
边缘融合技术就是将一组投影仪投射出的画面进行边缘重叠，并通过图像融合技术显示出一个没有缝隙、更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果就好像是一台投影仪投射的画质。
当两台或多台投影仪组合投射一幅画面时，会有一部分影像灯光重叠，边缘融合的最主要功能就是把两台投影仪重叠部分的灯光亮度色彩逐渐调低，使整幅画面的亮度色彩一致。
边缘融合投影技术经历了三个发展阶段：硬边拼接、重叠拼接和边缘
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融合拼接。
硬边拼接(又称简单拼接)：即两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。
简单重叠：即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理，因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一亮条。
边缘融合：与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减，右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。
边缘融合的应用来源于模拟仿真/立体影院系统。是适应人们追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果的这一需求而产生的，它在增大画面、提高亮度、分辨率等方面有着十分明显的优势。
简单拼接 简单重叠
边缘融合
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硬边（简单拼接） 简单重叠（亮条） 软边（边缘融合） 图 1 几种图像拼接方法比较
自动图像融合显示的处理要经过几何校正、边缘融合、颜色校正等处理过程。 (1)几何校正
几何校正主要是指将多台投影仪投影显示的图像无缝的拼接成一幅完整的图像。从实现方式来看，可以分为硬件校正和软件校正。图2 是Princeton大学和Argonne 实验室联合设计的一套硬件校正设备，提供5 个自由度上的校正。
图2 基于硬件的几何校正
但是，即便每台投影仪装备有此类精确的校正仪器，这一校正工作还是需要熟练的技师手工对每台投影仪进行校正，这是一个十分烦琐和费时的工作；而且当投影仪的数量较大时，这一工作尤其困难，因为对整个投影阵列中的任意一台投影仪进行调节，必将影响其相邻的4 台投影仪的位置，从而影响所有投影仪的位置。因此，我们放弃硬件机械校正的方法，转而利用软件对投影仪进行校正。软件校正的一个难点是如何准确的获取投影图像的畸变情况，并加以数学描述。
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软件校正的基本思路是采用了基于计算机视觉的自动调整方法，该方法不去改变投影仪的位置、亮度等属性，而是去改变投影内容的位置、大小、角度、亮度和颜色。首先通过显示系统输出一些样点和样线，使用一个高保真度、高分辨率的照相机采集到它们在屏幕上实际的投影图像，然后通过计算机视觉和图像处理技术计算获得每个投影设备的偏差矩阵，由此可以计算出为克服这种偏差所需的对各个投影内容的变换矩阵，将这些矩阵在投影仪输出前，首先作用于待输出的图像，自动计算出各个投影图像的矫正后的各个像素的数值，即可获得排列整齐的大屏幕显示（参见图3）。整个过程大部分由软件来实现，用户手动调节的工作大大降低。整个融合参数的确定仅仅需要几分钟而已。因此，基于计算机视觉的图像融合方法具有方便、快捷、准确的特点。
图3 投影图像的校正
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图4 基于照相机的校正系统
(2)边缘融合
经过几何校正，投影幕上得到的图像是非扭曲的。相邻的两个子图像有两种排列方法：图像不重叠，让它们紧密地排列在一起；相邻的图像部分重叠。
第一种方法被称之为硬拼，处理简单，但会形成一条无法消除的缝，因为人的视觉特性对颜色的突变非常敏感，所以两台投影仪之间的色差必须小于人眼对于突变的阈值，这一点是很难做到的。另外，即使两个投影仪的颜色一样，两个子图像的边缘距离只有与图像内部两个象素之间的距离相近时，才不会感觉到缝隙，这一点也是很难做到的。根据人眼对颜色缓慢变化要迟钝得多的特性，将相邻的图像部分重叠，使颜色平滑地从一边过渡到另一边，这种方法被称之为边缘融合（软拼）。
具体实现时，可以采取Alpha Mask的方法，赋给重叠区每个象素的亮度一个权值，并使同一位置的权值和为1。
在讨论之前，假定：
（a）所有投影仪的RGB三基色的色度是相同的。对于红色来说就是
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将RGB颜色（r，0，0）转变到CIE XYZ空间时，只有Y值不同，x、z是相同的（对于同一型号的投影仪来说，亮度Y的差异比色度x、z的差异要明显得多；
（b）投影仪的亮度响应（Luminance Response）对红绿蓝三通道是相互独立的，即L（r，g，b）=L（r，0，0）+L（0，g，0）+L（0，0，b）其中L（r，g，b）是对输入RGB值为（r，g，b）时，投影仪的输出亮度（CIE Y）（实际的投影仪并不满足这个条件，因为每个投影仪都有一个最低亮度（black offset），即L（0，0，0）≠0。并且DLP投影仪有4个通道而不是3个。这里为了讨论的方便，假设满足上述条件，实际的LCD投影仪也接近此假设；
（c）投影仪内的每个象素，其亮度响应满足如下形式：L=k（c/255）γ，L为投影仪输出亮度（CIE Y），c为输入的r、g或b，k与r为与投影仪相关的常数；
（d）所有投影仪的所有象素k值相同。
有了上面的假设，先来考虑左右两个图像重叠的情况。如图3 所示，对于重叠区内的某一象素P（d，w），d为P到重叠区边缘的距离，W为重叠区的宽度，使用亮度线性插值，则左边图像P点处的Alpha值
，右边图像P点处的Alpha值
点处两个图像的亮度相加：
。将P
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相加后的亮度正好等于不重叠时的亮度。由于假定投影仪的三通道是相互独立的，上面的算法对于任意的（r，g，b）都适用。
图5 边缘融合
4 个图像重叠时，只要分别从两个方向作线性插值，上述算法仍然适用。
(3)颜色校正
Alpha值的推导依赖于投影仪的亮度响应满足L=k
的形式，然
而投影仪并不满足这种形式，每台投影仪都有自己独特的亮度响应曲线。
图6中，g（c）、h（c）分别是两台投影仪的实际亮度响应曲线，他们不仅曲线的形状不同，而且亮度范围也不一样。要使投影仪显示的亮度统一，取两者的公共亮度区间作为期望亮度区间，然后将两台投影仪的实际
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输出亮度都映射到f（c）所表示的这个公共亮度区间内(，
γ为期望的任意值)。具体的映射方法：对校正前的输入象素P(r,0,0),期望的亮度响应为f（r），因此在曲线g（c）和h（c）上各找到一点Q1（r1，0，0），Q2（r2，0，0）使得f(r)=g(r1)=h(r2)，即(r1，0，0)、(r2，0，0)即为校正后新的输入值。
、
，
图 6 亮度响应曲线
可以用色度仪分别测出每个颜色通道的每个输入等级的亮度响应，作图得到曲线g（c）、h（c）。
知道了投影仪的每个通道的实际亮度响应曲线，以及公共的期望亮度响应曲线，就可以对每台投影仪的每个通道建立一个查找表。
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2、实时融合显示（大量图像数据实时计算问题）
在整个投影仪图像融合显示过程中，必须要对每一个投影仪图像的每一象素的颜色、亮度、对比度等信息进行计算处理，计算量非常大，而且所有的计算处理必须在40ms以内完成，随着投影仪数量的增多，单台图像融合服务器显然是不可能胜任这样的计算工作，我们采用了计算机网络技术和分布式计算技术，增加图像融合工作站，将任务分配给图像融合服务器和图像融合工作站，让它们分布式计算。通常每一台图像融合服务器或图像融合工作站负责4台投影仪图像的计算处理，但为了减轻图像融合服务器的负担，一般图像融合服务器只负责2～3台投影仪图像的计算处理。
无缝正投影（或背投影）大屏幕 投影机 „ 投影机 投影机 „ 投影机 „ 投影机 „ 投影机 图像融合与播放服务器 扩展融合工作站 扩展融合工作站
图7 分布式实时图像融合显示系统组成图
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3、分布式计算的同步问题
本系统使用了时间戳技术来保持所有结点之间的同步，在系统初始化时对图像融合服务器和图像融合工作站进行校时，使图像融合服务器结点和各图像融合工作站结点的时钟严格保持一致。
这里设图像融合服务器的时钟为Tc，设某个图像融合工作站结点的时钟为Tr，校时的目的就是为了精确的得出Toffset=Tc-Tr的值。
首先测试该图像融合工作站结点和图像融合服务器之间的平均反应时间tdelay=tread+tnet+twrite，该反应时间由数据包的读出、写入以及网络延时三部分构成。图像融合服务器发出一个数据包，图像融合工作站结点将该数据包立即弹回，送出和收到之间的时间差为Trecv-Tsend，由上面的定义不难看出Trecv- Tsend =2tdelay，所以多次测试的结果表示为：
tdelay12NNi1(TrecviTsendi)
为了避免由于网络的抖动引起的偶然误差，需要统计平均反应时间的方差：
ND(tdelay)[(TrecviTsendi)tdelay]i1delay2
h是
当D(t)h时，认为发生了偶然误差，需要重新进行测试。这里
常数，可以根据实际的网络环境和所需要达到的精度进行调节。
在获得了平均网络反应能力tdelay后，图像融合工作站结点向图像融合服务器发送一个带有自己时钟Tr的数据包，图像融合服务器收到数据包后立即提取自己的时钟Tc，这样就可以获得图像融合服务器和图像融合工作
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站结点之间的时钟偏差toffsettoffset1NNTcTrtdelay。多次测试的结果为：
i1(TciTritdelay)
的值：
2同样也需要计算D(tNoffset)D(toffset)[(TciTritdelay)toffset]i1
并在D(toffset)h'时认为发生了偶然误差, 重新进行测试.
该方法的测试结果表明校时后图像融合服务器和图像融合工作站结点之间的时钟误差仅为2毫秒。这样的误差在帧率低于100时人眼是无法感觉到这种误差的存在的，我们的原型系统的帧率维持在70左右，已经达到了相当不错的效果。
4、数字大屏幕显示系统与应用系统的衔接问题
本系统提供了一个虚拟WINDOWS / UNIX／LINUX操作系统窗口，通过该“虚拟操作系统窗口”可以方便地与现有WINDOWS / UNIX／LINUX操作系统平台下工作的各种网络通信管理系统（例如，NEC、DDN、PCM等等）衔接。该虚拟WINDOWS / UNIX／LINUX操作系统窗口可以方便地使用各种高分辨率图像显示硬件和软件，从而把高分辨率的画面实时地在大屏幕上显示出来。
本系统提供了一个RGB显示接口，通过该显示接口可以把其他特殊应用系统在计算机屏幕上显示的图像直接输入到本系统的图像采集、分割子系统，从而可以把画面实时地在大屏幕上显示出来。
（1）VGA视频阵列切换机
利用VGA视频阵列切换机可以方便地接受WINDOWS/UNIX／
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LINUX操作系统平台下工作的各种网络通信管理系统（例如，SDH、PCM、RPR、RF、TXDD、西门子、广哈、时钟、调度台等等）输出VGA视频信号；接着通过选择，输出其中的1~4路VGA信号至‘视频信号解压、采集、画面分割子系统’；然后，由该子系统对输入的VGA信号进行实时数据采集、画面分割；最后，可以把高分辨率的画面实时地在大屏幕上显示出来。从而既保持了原有各个网络系统的物理上的隔离，同时又实现了大屏幕图像融合显示系统与现有各类网络应用系统的柔性衔接。
（2）远程图像监控系统
远程图像监控系统网络可以方便地与‘画面分割子系统’服务器提供的虚拟网络控制台和“虚拟操作系统平台”连接。通过视频图像实时解压软件或者硬件解压卡，可以把通过网络传送来的监控画面实时地在大屏幕上显示出来。
另外，本系统也可以接收16路模拟监控视频信号，进行实时显示。在大屏幕上显示的图像可以自由拖动、无级缩放。
（3）视频图像播放系统
通过“画面分割子系统”服务器上提供的视频信号接口和“虚拟操作系统平台”，视频图像播放系统可以接收高清电视、DVD、VCD、VCR模拟的或者数字的影视信号，在大屏幕上播放。
（4）独立的PC机图像
通过“画面分割子系统”服务器上提供的“虚拟操作系统平台”，可以直接使用Microsoft公司提供的媒体播放器MediaPlayer在大屏幕上观察各种格式的图片。
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（5）远程会议系统应用
通过“画面分割子系统”服务器上提供的数字或者模拟的视频接口，以及“虚拟操作系统平台”，系统可以用于远程视频会议系统，直接在大屏幕上播放器多媒体讲稿，显示各个会场的现场图像。
图形加速卡的选购 视频服务器的选购 投影机的安装与调整 大屏幕几何尺寸的设置 连接和调整数码照相机 初始化屏幕画面照片 DVI显示卡的配置 服务器配置程序的运行 控制PC配置程序的运行 畸变图像文件的获得 图像矫正文件的取得 图像融合平台的完成 最终测试 融合服务器架设完成 投影机的选购 软件研发中心 商品化软件 （二）、工艺流程：
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三、项目技术质量指标：
（一）、项目技术参术、性能指标：
1、物理拼缝和光学拼缝：无。
2、分辨率：在三投影仪（分辨率为1024*768）的显示系统中，分辨率就可以达到3072*768；
3、亮度：对于1×3多投影机显示系统，在单个投影机有4000流明时，系统可以达到12000流明的显示亮度；
4、可视角度：可达180°； 5、色彩度：24位的真彩色； 6、亮度均匀性：>95% ；
7、输入通道：最大32通道模拟视频信号
8、使用寿命（小时）：一般可达8000--10000（UHP）（使用LCD投影仪）；
（二）、项目执行的质量标准：
项目执行国家软件工程相关标准，行业规范和ISO9001标准，并严格按照公司《软件开发控制程序》、《软件实现和服务提供控制程序》、《软件开发编码规范》、《软件检测作业规程》执行。
四、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标；
（一）、2006年10月—2006年12月
市场调查分析及需求分析，建立相应的评价体系和方法，制订严格的质量目标和质量保证计划。选定及确定软硬件方案，完成软硬件系统的概
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要设计和详细设计。
（二）、2007年1月—2006年6月
研究本项目的关键技术问题：自动几何形状矫正技术、边缘融合技术、实时融合显示、分布式计算的同步控制等。设备安装调试及人员培训。 （三）、2007年7月—2007年9月
完成软件测试，进行多机系统的软硬件统调。做投产准备。 （四）、2007年10月
完成中试，项目投产。项目验收。
（五）、2007年10月到2008年9月 项目投产，生产销售产品20套。
2008年10月到2009年9月 项目达产，生产销售产品25套。
五、项目经费预算情况：
（一）、项目的总投资
项目总投资312.17万元，筹措方案为：申请南昌市科技局三项经费35.00万元，公司自筹277.17万元。见表一 （二）、项目已完成的投资
截止到2006年9月，我公司已完成投资9.50万元。 （三）、项目新增投资、投资构成和投资预算
本项目新增投资302.67万元，其中新增固定资产投资188.54万元、新增流动资金114.13万元。投资预算见表一、表二、表三 （四）、申请科技三项经费的主要用途
1、设备购置23万元；
2、部分研发材料动力费12.00万元；
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3、申请经费的用途详见表三。
第三章 项目实施支撑条件
一、项目技术来源；
本项目是南昌领航数码科技有限公司在浙江大学的技术支持下自主开发的，拥有完全的知识产权。
二、项目实验、检测条件；
公司现有工作场地可保证项目投产，现有供电线路和配套设施，满足项目用电和装配要求。项目所需硬件设备可通过正常渠道进行采购。项目产品的检测根据国家相关的检测标准，在各阶段对软件进行测试和对系统进行综合检测。
三、项目申请单位人才资源情况：技术人员总数、中高级技术人员比例；
南昌领航数码科技有限公司是注册于南昌高新技术开发区的民营高科技企业，公司主要从事无缝数字大屏幕显示系统、数字图像校正/融合机、多通道媒体播放机、多通道个人工作站的研发和销售工作，具有丰富的技术服务和施工经验。是省内该领域一家技术领先、实力雄厚的专业级的公司。
公司拥有一支高水平、高学历的专业技术研发团队，具有很强的技术创新能力和新产品开发能力。不但可为用户提供优良的产品，更可为用户的实际应用提供完善的解决方案、技术支持和售后服务保证。公司现有员工16人，全部为大专以上学历，本科以上学历12人，硕士6人。其中，研发技术人员10人，具有高级职称的2人，中级职称的6人。技术人员占
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员工总数的62％。
公司注重科研与市场的开发，将坚持走产学研相结合的道路。将紧密依托浙江大学、南昌大学等院所的科研实力，形成公司的核心技术。
四、项目组人员专业结构、职称结构；
（一）杨长生：男，1945年出生，1969年于浙江大学数力系本科毕业，1983年于美国凯斯西方储备大学（Case Western Reserve University）计算机系毕业，获硕士学位。1971年起在浙江大学计算机科学与工程系任教；1992年起任浙江大学计算机系统工程研究所副所长；目前为杭州师范学院钱江学院兼职教授江并兼任公司技术顾问。长期从事计算机系统结构、图像处理、计算机仿真等方面 的研究与教学工作；曾经负责完成过国家自然科学基金项目：基于知识的PLC仿真语言和实时图形仿真。另外，在国内外重要学术会议或刊物发表了70多篇论文（其中10多篇被EI、SCI收录），并出版了60多万字的学术专著‘声音图像压缩技术’（‘95’国家重点图书）。
（二）赵晓炜：男，1965年11月生，山东泰安人，大学本科双学士，教授，1984年－1988年毕业于上海华东师大；1989年－1990年毕业于武汉大学；1991年－1993年在江西省教育学院任教；1993年－1999年任河南赛潮集团任营销总监、企划总监期间，在哈尔滨中央商城创造了日直销额176万元的骄人业绩；2000年至2006年7月，任南昌利德丰科技有限公司营销总监，为该公司开拓国内二十余个省市自治区和开拓美国、南非等国际市场立下了汗马功劳，创造了上千万元的销售业绩。现任公司总经理，全面负责公司的经营管理工作。
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（三）梁声灼：男，1963年9月出生，大学本科，副教授，硕士生导师。1981年9月就读于南昌大学，1985年7月留校，在计算机系工作，现任公司技术总监。在计算机应用技术领域从事了20年的教学与科研工作，主持和参与过“小型程控交换机软件分析与改进”、“多单片机协同工作的线束检测系统”等科研项目，发表论文十余篇。主要研究方向有软件工程与数据库信息管理系统、计算机网络及其应用、智能信息处理及其应用、计算机测控技术与智能仪器等。
五、项目新增投资筹集情况。
项目新增投资302.67万元，其中：固定资产投资188.54万元、流动资金114.13万元。资金筹集来源为：申请科技三项经费35.00万元；公司自筹267.67万元。公司自筹资金来源利用公司现有资金和股东增资。
项目资金筹集详见表一。
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第四章 项目预期经济效益
一、经济效益分析
预计本项目研发后可进行中试生产、销售“无缝大屏幕显示系统”产品25套/年，年销售收入1000万元，年总成本费用768.76万元，年利润总额221.19万元，年净利润148.20万元，年税费总额183.52万元。平均投资利润率64.43％，平均投资利税率98.07％，税后全投资财务内部收益率56.90％，税后全投资回收期2.95年。
二、预期市场需求
多通道《无缝数字大屏幕显示系统》由于其具有安装调试方便、图像高清、高亮、画面完整、图像层次丰富、价格低等特点，从根本上降低了大屏技术进入用户的门槛，因此可取代现有的DLP拼接大屏幕显示技术，广泛地应用于各地市城市公共安全应急防范指挥控制中心；城市消防指挥系统；城市及高速道路指挥调系统；部队作战演习指挥大屏系统；水利水电抗洪抢险及水文、水电监测调度中心；各地电力送变电网络监控系统；林区、重点旅游景区防火及安全监控中心；沿海各地海关监控中心；各地监狱安全防控系统，同时该技术也为确保公路铁路交通安全、畅通、车辆定位跟踪提供了优良的指挥体系，更可用于行政职能部门的视频会议大屏系统、学校多媒体教学平台、室内外大型广告平台、大屏幕高清电影院系统；科技场馆、博物馆、历史名胜区的展播平台等等。
（一）、城市公共安全就急防范
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随着物质文化生活的提高，公共安全问题已成为大众普遍关注的问题，全国各地为树立良好的政府为民形象，建一方乐土，近年来在城市公共安全应急处理方面都加大了投入力度，仅就我省而言，自今年初起，赣州、九江等地已分别拨付2000多万元用于城市应急处理系统的建设工作。全国其它省地市也已启动，市场空间约为2亿元。
（二）、城市消防指挥
作为城市公共安全的一部分，城市消防具有其独特的一面，原来各地消防机关多采用DLP大屏幕技术，但目前这些设备已基本达到使用寿命期，正处于更新换代的高峰，加之消防专用的信息系统多是GIS矢量地理信息系统，因此对无缝数字大屏幕技术的需求更加强烈，预计市场空间不小于3亿元人民币。
（三）、城市及高速道路指挥调
交通指挥中心作为城市及高速道路指挥的枢纽承担着各地市道路及车辆的监管工作，也是城市应急处理的一部分，由于原来的DLP大屏幕显示系统的价格较高，许多地市级交管部门及总队都未设立，完全依靠道路民警对交通实施管理，不但占用了大量的警力，往往也事半功倍。高性价比的《无缝数字大屏幕显示系统》可以使任何一个有监控管理权限的支队或大队都有条件实现集中控制管理的目标，我们预计这一领域的市场空间约3-4亿元。
（四）、部队作战演习指挥
近年来我部队的每年都要进行大型电子化军事演习，作为作战指挥中心，大屏幕显示系统是必不可少的，甚至是事关重要的部分，是指挥员在
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前线的眼睛，将前线的实时信息通过无视频传输技术传回大屏幕显示，同时通过定位技术了解部队的方位，兵力部属等。
和消防部队一样，部队采用的作战地图也是全息GIS矢量地理地图信息，因此无缝数字大屏幕显示系统能更完整，更清晰地反映地理信息的每一个细微之处，为作战指挥、决策提供了高清、亮丽的无盲点的视觉应用系统。若结合外围设备，预计有1-2亿的市场空间。
（五）、水利、水电监测调度
抗洪抢险是关乎人民生命安全及生活保证的一件大事，国家每年都要在这方面投入大量的人力、物力及资金，随着卫星定位技术、网络通讯技术、计算机技术及数字化监控技术的逐步成熟，水文预报监测也进入了数字化时代，包括各重点防区对重点监视堤坝的信息在内，这些信息都需要一个统一的管理平台，因此《无缝数字化大屏幕显示系统》作为其终端显示设备的最佳选择将能拥有近1亿元的市场份额。
（七）电力送变电网络监控
电力系统是该技术的比较大型的用户之一，全国各电力输送系统都需要了解其电力输送的实时信息，了解线路的负荷及维护信息等，这一市场预计可达到近5亿元的市场空间。
（七）、海关监控、监狱安全防控、林区、重点旅游景区防火及安全监控
全国各重点海关、大型监狱、劳改农场、教养所、林区、重点风景明胜区的安全监管工作，也同样需要一个功能强大的大屏幕显示系统作为其终端的显示设备，这一领域内的市场需求量约有2-3个亿人民币。
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（八）、视频会议、学校多媒体教学
大型视频会议、学校大型多媒体教室、大型会议场所都对大屏幕显示系统有一定量的需求，得益于网络技术的迅猛发展，目前电视电话会议已得到了充分的普及，该领域将能为该技术产品提供近2亿元的市场空间。
（九）、高清电影院
该技术可完善地解决中小型、甚至大型的高清影院系统，将在获得高清、亮丽、逼真的图像基础上极大地降低投入，是中小城市高清影剧院的最佳解决方案，预计市场份额近1-2亿元。
综上所述。本系统的市场需求规模约为24亿元左右，假如我们产品的市场占有率能达到市场需求量10%，本项目的系统产品销售额可达2.4亿元，因此具有广阔的市场前景。
三、预期盈利水平
经预测：本项目产品市场销售价格40.00万元/套用户易于接受，总成本费用约30.75万元/套，年利润总额221.19万元，年净利润148.20万元，年税费总额183.52万元，平均投资利润率64.43%，平均投资利税率98.07%，税后全部投资财务内部收益率56.90%。项目赢利水平较高。项目产品市场广阔，项目可行。
四、预期产业化前景
该技术根据不同行业的需求，主要由图像融合工作站、高流明投影仪、正背投屏幕、视频服务器、硬盘录像机、监控设备、管理用PC机、VGA采集设备、网络等组成。其核心部分：图像融合工作站的硬件组成主要由国际、国内著名生产商的知名产品，根据大屏幕显示系统的需求及特点，嵌
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入我公司研发的融合技术产品搭建而成的，具有较高的利润空间，对于国内近20亿的市场空间而言，该技术具有良好的市场产业化前景。
和传统的DLP屏相比，在保证产品具有充分利润空间的前提下，仍低于其总造价的2/3，因此产品具有很强的竞争力，和市场占有力度。进一步体现出该项目产品的市场产业化道路前途一片光明。
该技术公司具有自主的知识产权，硬件设备采用著名生产厂商的产品集成，因此不存在产业化风险。
五、项目实施风险分析
一、政策风险：本产品为高新技术推广产品，技术含量高，属国内首创，国家支持，符合产业政策，没有政策上的风险。
二、技术风险：本产品的技术属国内领先和国内首创的先进技术，是本公司自有知识产权，不存在技术风险。
三、人员风险：公司紧密依托浙江大学、南昌大学等院所的科研实力，形成公司的核心技术，并将科研成果向生产力的转化，故不存在人员风险。
四、市场风险：本产品国内首创，性价比高，市场容量大，目前无该技术的直接竞争对手，产品供不应求，但若不加大投入，滞延生产，市场很可能被其他企业占领。
五、应对措施：在技术与人才方面，进一步加大产学研相结合的一体化科研进程，加速软件的升级换代工作、相关应用软件的再开发工作以及高科技人才的引进工作，最大限度降低产品在技术性能及科技含量方面的市场风险。
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第五章 项目预计社会效益、环境效益
一、社会效益分析
城市公共安全防范、消防是各城市的建设重点，其主要的党政机关、军事管理区、国家重点设施、重点环境保护区、历史古迹、娱乐场所、车站聚集点、小区、银行周边、珠宝行周边等都是重点保卫的监控监管点，由于这是关系到民生的大事，作为科技强警的一部分，各地市县公安机关、交通、交警、水利水电、消防、电力供应、林区、重点旅游景区、海关、监狱等的指挥中心都需要建立一个统一的大屏指挥系统，以统一管理安装在各地监控点，多通道无缝数字大屏系统由于其具有安装调试方便、图像高清、高亮、画面完整、图像层次丰富、价格低等特点，从根本上降低了大屏技术进入用户的门槛，因此可取代现有的DLP拼接大屏幕显示系统，对公共安全、环境卫生、居民生活提供切实直观的安防监控措施。对确保公路铁路交通安全、畅通、车辆定位跟踪提供了优良的指挥体系，同时该技术也可用于部队作战演习指挥大屏系统、行政职能部门的视频会议大屏系统、学校多媒体教学平台、室内外大型广告平台、大屏幕高清电影院系统；科技场馆、博物馆、历史名胜区的展播平台等等。
因此本项目的立项符合国家的产业政策和市场需求，项目实施后可大规模降低社会在这一领域的投入，为国家和地方财政节约大量的资金，同时可增加技术升级开发、市场推广、技术服务等就业人7人，实现年税收183.52万元。
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综上所述该项目实施后，具有良好的社会商业性及公益性普及价值，社会及经济效益显著。
二、对社会发展的作用；
推动新技术发展与创新，促进科技的发展，节约社会成本，提高社会工作效率。无缝融合式大屏幕研发成功并形成产业化，将改变传统的硬件有缝拼接技术，开辟了大屏显示技术新的应用领域新突破，将打破先进国家所垄断的局面，改变我国图像融合技术停留在实验室研究和跟踪国外技术的现状，填补国内空白，对我国的科技进步及国民经济的发展具有重大意义。其实现了在硬件成本比传统硬件有缝拼接低三分之二，维护成本又低，大大节约了社会成本；安装调试只需半个小时的突破，而传统硬件有缝拼接需要近一个月的时间，大大提高了社会工作效率。
三、对资源利用情况
本系统的核心技术主要是无缝融合大屏软件系统，是通过计算机软件进行开发，主要是人力资源投入开发软件和在市场上购买硬件产品（投影仪、电脑服务器、图像处理卡等）的投入。软件开发人员在开发完成后，进行新的技术的攻关和技术升级，不会造成人才浪费，硬件设备采购依据市场需求进行现场采购，公司不积压库存。
四、对人才培养情况
（一）通过本项目的研发，可使我公司的研发人员学习到更多、更新的理论知识和项目开发工作经验。
（二）通过本项目的研发，可学习浙大科学的项目开发与项目研发管理经验。
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（三）通过本项目的研发，可使我公司的产品售后服务人员学习到更多、更新的产品知识和售后操作规程。
五、环境影响及效益
本产品为软硬件集成产品，硬件通过正常渠道采购，软件的研发和系统的集成过程清洁、卫生、安全，不产生废气、废水、固体废物，对环境不产生任何污染；对人体不存在有害作业。
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表一
项目投资与资金筹措表
单位： 万元 序 号 项 目 投资总额 固定资产投资 流动资金 资金筹措 自筹资金 其中：已完成投资 新增投资 申请科技三项经费 借（贷）款
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金 额 312.17 198.04 114.13 312.17 277.17 9.50 267.67 35．00
表二
项目设备拟购清单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备名称 笔记本电脑 台式电脑 操作系统软件 serve2000 企业版 高性能图像卡 大屏幕幕布 DVI延长线 DVI线 交换机 视频放大器 支架设计及生产 单位 台 台 套 套 块 块 条 条 台 台 套 台 米 台 台 台 个 数量 3 10 13 1 3 1 10 10 3 4 4 2 2 6 4 2 2 单价 (元) 总价（万元） 12 16:9等离子电视机 13 14 15 16 17 操作台 高亮度投影仪 服务器 单反数码相机 尼康广角镜头 39
表三
合 计 申请科技三项经费使用预算表
序 号 开发费 项目开发人员费 原材料动力费 1 调研费 查新费 技术咨询费 转让、合作费 设备费 2 申请三项经费资助 设备： 服务器 serve2000 企业版 台 套 4 1 检测费 名 称 单位 数量 金额 （万元） 使用时间 试制费 3 原材料动力费 检测费 4 鉴定验收费
人员费 40
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