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基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现申请上海交通大学工学硕士学位论文基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现学校代码：10248作者姓名：赵景新学号：1080379191第一导师：王赓第二导师：李夏学科专业：软件工程答辩日期：年月日上海交通大学软件学院2011年4月基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringImplementationandOptimizationofLCDLowPowerBacklightScalingBaseonCMMBTVMobileUniversityCode：10248Author：ZhaoJingxinStudentID:1080379191Mentor1：WangGengMentor2:LiXiaField：SoftwareEngineeringDateofOralDefense：SchoolofSoftwareShanghaiJiaoTongUniversityApr.2011基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现-V-CMMB电视手机LCD背光功耗优化和实现摘要CMMB（ChinaMobileMultimediaBroadcasting）电视手机的电池续航能力不足，成为其发展的瓶颈。研究表明当前60%以上手机使用的是TFT-LCD（ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay）显示屏，手机显示系统的功耗几乎占其整体功耗的50%，是影响CMMB手机续航能力最主要因素。实验表明降低TFT-LCD背光的亮度可以减少手机显示系统的功耗，从而节省CMMB手机播放电视节目时的功耗，但是如果降低LCD背光的亮度，图像显示质量就会受到严重的影响。论文主要研究在不影响CMMB数字电视播放图像质量的前提下，通过降低背光功耗，从而节省整机功耗，延长电池续航能力。论文提出一种新型的密度直方图（DensityHistogram）图像分析方法和基于密度直方图的动态背光控制算法，此算法避免图像播放显示时候出现的大面积像素饱和现象，保留图像显示的细节，使功耗降低和图像质量之间达到良好的平衡。论文采用Gamma补偿方法来代替线性的亮度补偿方法，更好地还原图像显示质量，保证LCD背光亮度降低时CMMB数字电视播放的图像质量不会下降。论文主要开展以下工作：（1）论文以基于SC6600V芯片的CMMB数字电视手机为研究对象，对CMMB手机编码过程及手机LCD显示系统进行研究。（2）在节省手机背光功耗方面，论文分析标准动态背光控制算法的不足，提出一种新型的密度直方图图像分析方法和基于该密度直方图的动态背光控制算法。（3）在图像显示增强技术方面，论文分析线性亮度补偿算法的不足，提出Gamma补偿方法，增强图像显示质量。（4）针对论文研究的动态背光控制技术和图像增强技术，在SC6600V芯片上进行软硬件实现。并在Gamma补偿方法的设计上，论文使用Gamma查表和线性拟合相结合的方法来代替Gamma曲线计算，从而节省LUT（LookUpTable）存储单元，减少的内存空间。（5）最后对动态背光控制和Gamma补偿技术进行测试验证。测试结果表明在CMMB数字电视播放时功耗可节省30%以上，证明论文所开展工作的正确性和实际应用价值。关键字CMMB电视，动态背光控制，密度直方图，Gamma补偿基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现-VI-DevelopmentofaLCDLowPowerBacklightScalingforCMMBMobilephoneABSTRACTThelackofCMMB(ChinaMobileMultimediaBroadcasting)mobilephone’sbatterylife,hasbecameitsdevelopmentbottleneck.Researchesshowthatmorethan60%ofmobilephonesuseTFT-LCD（ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay）intheirdisplaysystems.TheTFT-LCDbacklightpowerconsumptionaccountsforalmosthalfofthewhole,actingasthemaincauseleadingtothehighpowerconsumptionofmobilephones.ByloweringthebrightnessofTFT-LCDbacklightthusreducingthepowerconsumptionofmobiledisplaysystems,itcanhighlyextendthedurationofbattery.Butthatalsoexertsatremendousinfluenceonthedisplayquality.ThispaperisfocusingonextendingthedurationofbatterywithCMMBmobilephoneswhilemaintainingthehighdisplayqualitybyreducingthebacklightpowerconsumptionappropriatelyandeffectively.Thispaperpresentedanewtypeofdensityhistogramimageanalysisandanewdynamicbacklightcontrolbasedonthat.Thisnewalgorithmavoidingtheimagedistortionandkeepingthedetailsoftheimagedisplay,makingabetterbalancebetweenimagequalityandpowerconsumption.Asforimagedisplayenhancement,theGammacompensationtheoryisappliedtoreplacethestandardlinearbrightnesstheory,whichmanagestoreducethebacklightofLCDwithoutaffectingtheimagequality.Thedetailsofpaperareasfollows:(1)ThispaperanalysedtheencodingprocessoftheCMMBandmobilephoneLCDdisplaysystemontheSC6600VCMMBmobilephone.(2)Comparedwiththedynamicbacklightcontrolwhichisroutinelyadoptedtoreduceitspowerconsumption,thispaperpresentedanewtypeofdensityhistogramimageanalysisandanewdynamicbacklightcontrolbasedonthat.(3)Asforimagedisplayenhancement,theGammacompensationtheoryisappliedto基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现-VII-replacethestandardlinearbrightnesstheory,whichmanagestoreducethebacklightofLCDwithoutaffectingtheimagequality.(4)ExperimentsaredesignedbasedonthetheoriesmentionedaboveforSC6600Vchips.InthedesignofGammaCompensation,thispaperproposesaGammacorrectionmethodbycombininglook-uptableandstraightlinefittingtoreducetheLUT(LookUpTable),sothattoreducesizeofmemory.(5)ExperimentsaredesignedbasedonthetheoriesmentionedaboveforSC6600Vchips.Testsarepreciselyconductedandstrictlycontroled.Andtheresultsshowthatabout30%powersavingwasachiedvedwhenplayingCMMBTV,henceitgreatlyextendedthebatterylifeofmobilephones.Allthatservestoprovethepracticaluseofthispaper.KeywordsCMMBTV,Dynamicbacklightcontrol,Densityhistogram,Gammacompensation基于CMMB电视手机的LCD背光功耗优化和实现-VIII-目录摘要...........................................................................................................................VABSTRACT................................................................................................................VI第一章绪论..............................................................................................................11.1研究背景与意义................................................................................................11.2目前存在的问题................................................................................................21.3国内外研究现状................................................................................................41.4研究内容与取得的成果..