激光显示以激光器作为光源,主要采用投影显示方式。激光光源具备单色性好、方向性好、亮度高、寿命长等优异特性,激光显示系统也因此具备大屏幕、高亮度、宽色域、高对比度及高分辨率等优越特性。激光显示作为新一代显示技术,在影院、工程、教育、商用以及家庭等多个领域得到了广泛应用。然而,由于激光能量高、汇聚性好,激光显示产品的光安全性受到各方高度关注,因此有必要对激光显示的光辐射安全进行研究。同时,作为显示产品,人们长时间观看屏幕,除了光辐射引起的视觉安全问题,还需要考虑画面的感知效果。本论文围绕激光显示的光辐射安全和视觉感知特性展开深入研究,主要研究内容与成果归纳为以下四个方面:（1）在梳理分析光辐射安全的相关理论和标准的基础上,提出了适用于家用超短焦激光投影显示系统的光辐射安全评价要求和评价方法,并已制定为二项国家标准。本论文在梳理分析光辐射安全的相关理论和标准的基础上,对显示器的蓝光辐射以及多种类型的激光显示光辐射安全进行研究分析。重点针对家用超短焦激光投影显示系统,提出了适用的光辐射安全评价要求和评价方法。“评价要求”和“评价方法”得到了国内外专家和同行的认可,已分别制定为GB/T 38246-2019《家用激光显示系统光辐射安全特性评价要求》和GB/T 38248-2019《家用激光显示系统光辐射安全特性评价方法》二项国家标准。二项标准配套使用,补充完善了国际标准IEC 60825系列适用的产品类型,与IEC 62471-5:2015各有侧重、互为补充。（2）研究了激光显示中的亥姆霍兹-柯尔劳什现象,揭示了激光显示色饱和度、色调对感知亮度的影响程度,对比了光源中包括单色（蓝色）激光和双色（蓝色+红色）激光的激光显示对感知亮度的影响。研究结果表明多色激光作为激光显示光源,有利于扩大显示色域、提升感知亮度、降低系统能耗。论文研究了感知亮度与光亮度、色度之间的关系,并针对激光电视设计了异色感知亮度匹配实验。基于两台具有相同参数的单色激光（光源中包含蓝色激光）电视,研究了色饱和度、色调对感知亮度的影响程度。结果表明同一色调,光亮度相同时,色饱和度越高,感知亮度越高;色调对系统等效亮度与光亮度比值(Lseq/L)的影响排序为:蓝>红>绿。基于单色激光和双色激光（光源中包含蓝色和红色激光）电视,研究了不同色域对感知亮度的影响。结果表明,当显示同一图片并且光亮度相同时,色域越大的电视,感知亮度越高;自然图片的Lseq/L略低于相应主色调的纯色图片。目前,激光电视从单色发展到双色、三色激光（光源中包含红色、绿色和蓝色激光）,色域得到扩展,双色、三色激光电视的电功率亮度转换效率比单色分别提高了3%、24%。研究结果为宽色域、低功耗、高感知亮度的激光显示的优化设计提供了理论依据。（3）测定了影响激光显示图像质量的四种主要图像属性的恰可察觉差,分析了其主要影响因素,对比了激光显示与液晶显示两个平台上四种图像属性恰可察觉差的异同点。激光显示和平板显示器件的显示原理不同,并且激光显示的色域比平板显示器件宽。对于这两种显示器件,输入相同的图像呈现出来的效果不同,观众的感受也不同。论文通过视觉感知实验,得到了激光显示的四个图像属性（峰值亮度、暗场亮度、色饱和度和细节层次感）失真1～4个恰可察觉差的值。并进一步分析得出四个图像属性的恰可察觉差均和图像内容显著相关,峰值亮度、暗场亮度的恰可察觉差主要受亮度影响,色饱和度的恰可察觉差主要受色调影响,细节层次感的恰可察觉差主要受纹理特征影响。通过比较激光电视与已有的液晶电视的四个图像属性失真多个恰可察觉差与失真一个恰可察觉差的比值,发现除了细节层次感的比值与液晶电视的比值相差较大外,其他三个图像属性的比值与液晶电视的比值较为接近。研究结果为进一步建立激光显示图像质量模型奠定了基础。（4）建立了激光显示图像质量与图像属性的关系模型,确定了各图像属性对图像质量的影响权重。论文通过图像质量评分实验以及多种统计分析方法,建立了激光显示图像质量与图像属性的关系模型;分析并比较了激光显示和液晶显示二种平台中图像属性对画质评分的影响权重。研究结果表明四种图像属性对激光显示画质的影响权重排序为:细节层次感（41%）>色饱和度（32%）>峰值亮度（19%）>暗场亮度（8%）;对液晶显示画质的影响权重排序为:细节层次感（34%）>峰值亮度（28%）>暗场亮度（20%）>色饱和度（18%）。研究结果为激光显示画质的改进和优化提供了理论和实验依据。