04論文模板例文：基于CMMB電視手機(jī)的LCD顯示背光功耗優(yōu)

1、申請(qǐng)上海交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文基于CMMB電視手機(jī)的LCD背光功耗優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)學(xué)校代碼：10248作者姓名：趙景新學(xué) 號(hào)：1080379191第一導(dǎo)師：王賡第二導(dǎo)師：李夏學(xué)科專業(yè)：軟件工程答辯日期：年 月 日上海交通大學(xué)軟件學(xué)院2011年4月A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong Universityfor Master Degree of EngineeringImplementation and Optimization of LCD Low Power Backlight Scaling Base on CMMB TV Mobile

2、University Code：10248Author：Zhao JingxinStudent ID:1080379191Mentor 1：Wang GengMentor 2:Li XiaField：Software EngineeringDate of Oral Defense：School of SoftwareShanghai Jiao Tong UniversityApr. 2011上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文

3、的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。本學(xué)位論文屬于 不保密。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“”）學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日C

4、MMB電視手機(jī)LCD背光功耗優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)摘要CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting）電視手機(jī)的電池續(xù)航能力不足，成為其發(fā)展的瓶頸。研究表明當(dāng)前60%以上手機(jī)使用的是TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）顯示屏，手機(jī)顯示系統(tǒng)的功耗幾乎占其整體功耗的50%，是影響CMMB手機(jī)續(xù)航能力最主要因素。實(shí)驗(yàn)表明降低TFT-LCD背光的亮度可以減少手機(jī)顯示系統(tǒng)的功耗，從而節(jié)省CMMB手機(jī)播放電視節(jié)目時(shí)的功耗，但是如果降低LCD背光的亮度，圖像顯示質(zhì)量就會(huì)受到嚴(yán)重的影響。論文主要研究在不影響CMMB數(shù)字

5、電視播放圖像質(zhì)量的前提下，通過(guò)降低背光功耗，從而節(jié)省整機(jī)功耗，延長(zhǎng)電池續(xù)航能力。論文提出一種新型的密度直方圖（Density Histogram）圖像分析方法和基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法，此算法避免圖像播放顯示時(shí)候出現(xiàn)的大面積像素飽和現(xiàn)象，保留圖像顯示的細(xì)節(jié)，使功耗降低和圖像質(zhì)量之間達(dá)到良好的平衡。論文采用Gamma補(bǔ)償方法來(lái)代替線性的亮度補(bǔ)償方法，更好地還原圖像顯示質(zhì)量，保證LCD背光亮度降低時(shí)CMMB數(shù)字電視播放的圖像質(zhì)量不會(huì)下降。論文主要開(kāi)展以下工作：（1）論文以基于SC6600V芯片的CMMB數(shù)字電視手機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)CMMB手機(jī)編碼過(guò)程及手機(jī)LCD顯示系統(tǒng)進(jìn)行研究。（2）在節(jié)省

6、手機(jī)背光功耗方面，論文分析標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)背光控制算法的不足，提出一種新型的密度直方圖圖像分析方法和基于該密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法。（3）在圖像顯示增強(qiáng)技術(shù)方面，論文分析線性亮度補(bǔ)償算法的不足，提出Gamma補(bǔ)償方法，增強(qiáng)圖像顯示質(zhì)量。（4）針對(duì)論文研究的動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)和圖像增強(qiáng)技術(shù)，在SC6600V芯片上進(jìn)行軟硬件實(shí)現(xiàn)。并在Gamma補(bǔ)償方法的設(shè)計(jì)上，論文使用Gamma查表和線性擬合相結(jié)合的方法來(lái)代替Gamma曲線計(jì)算，從而節(jié)省LUT（Look Up Table）存儲(chǔ)單元，減少的內(nèi)存空間。（5）最后對(duì)動(dòng)態(tài)背光控制和Gamma補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明在CMMB數(shù)字電視播放時(shí)功耗可節(jié)省3

7、0%以上，證明論文所開(kāi)展工作的正確性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵字 CMMB電視，動(dòng)態(tài)背光控制，密度直方圖，Gamma補(bǔ)償Development of a LCD Low Power Backlight Scaling for CMMB Mobile phoneABSTRACTThe lack of CMMB (China Mobile Multimedia Broadcasting) mobile phones battery life , has became its development bottleneck. Researches show that more than 60% of mob

8、ile phones use TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）in their display systems. The TFT-LCD backlight power consumption accounts for almost half of the whole, acting as the main cause leading to the high power consumption of mobile phones.By lowering the brightness of TFT-LCD backlight

9、thus reducing the power consumption of mobile display systems, it can highly extend the duration of battery. But that also exerts a tremendous influence on the display quality. This paper is focusing on extending the duration of battery with CMMB mobile phones while maintaining the high display qual

10、ity by reducing the backlight power consumption appropriately and effectively.This paper presented a new type of density histogram image analysis and a new dynamic backlight control based on that. This new algorithm avoiding the image distortion and keeping the details of the image display, making a

11、 better balance between image quality and power consumption. As for image display enhancement, the Gamma compensation theory is applied to replace the standard linear brightness theory, which manages to reduce the backlight of LCD without affecting the image quality. The details of paper are as

12、 follows: (1)This paper analysed the encoding process of the CMMB and mobile phone LCD display system on the SC6600V CMMB mobile phone. (2)Compared with the dynamic backlight control which is routinely adopted to reduce its power consumption, this paper presented a new type of density histogram imag

13、e analysis and a new dynamic backlight control based on that. (3) As for image display enhancement, the Gamma compensation theory is applied to replace the standard linear brightness theory, which manages to reduce the backlight of LCD without affecting the image quality. (4) Experiments are designe

14、d based on the theories mentioned above for SC6600V chips. In the design of Gamma Compensation, this paper proposes a Gamma correction method by combining look-up table and straight line fitting to reduce the LUT(Look Up Table) ,so that to reduce size of memory. (5) Experiments are designed based on

15、 the theories mentioned above for SC6600V chips. Tests are precisely conducted and strictly controled. And the results show that about 30% power saving was achiedved when playing CMMB TV, hence it greatly extended the battery life of mobile phones. All that serves to prove the practical use of this

16、paper. Keywords CMMB TV, Dynamic backlight control, Density histogram, Gamma compensation目錄摘要VABSTRACTVI第一章緒論11.1 研究背景與意義11.2 目前存在的問(wèn)題21.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.4 研究?jī)?nèi)容與取得的成果51.4.1 論文的主要工作51.4.2 論文的關(guān)鍵技術(shù)61.4.3 論文取得的成果71.4.4 創(chuàng)新點(diǎn)71.5 論文結(jié)構(gòu)8第二章CMMB解碼及手機(jī)顯示系統(tǒng)研究92.1 CMMB系統(tǒng)架構(gòu)92.2 CMMB編解碼研究102.2.1 CMMB信源編碼102.2.2 CMMB手機(jī)音視頻

17、解碼112.3 TFT-LCD顯示原理132.4 手機(jī)顯示系統(tǒng)功耗研究142.4.1 手機(jī)LCD顯示系統(tǒng)研究142.4.2 手機(jī)LCD背光與功耗關(guān)系152.5 本章小結(jié)18第三章動(dòng)態(tài)背光控制203.1 數(shù)字圖像處理203.1.1 灰度直方圖203.1.2 Gamma校正213.2 動(dòng)態(tài)背光控制253.2.1 標(biāo)準(zhǔn)亮度補(bǔ)償算法253.2.2 圖像失真分析263.2.3 亮度增益系數(shù)273.2.4 動(dòng)態(tài)背光控制的流程283.3 動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)優(yōu)化293.3.1 標(biāo)準(zhǔn)亮度補(bǔ)償技術(shù)存在的不足293.3.2 基于密度直方圖的背光控制算法303.3.3 基于密度直方圖的亮度增益系數(shù)323.3.4 基于密

18、度直方圖的圖像失真分析343.3.5 基于密度直方圖的背光控制流程343.3.6 背光控制算法比較353.4 圖像增強(qiáng)技術(shù)363.4.1 Gamma補(bǔ)償與線性亮度補(bǔ)償363.4.2 Gamma補(bǔ)償?shù)膱D像增強(qiáng)技術(shù)373.5 本章小結(jié)40第四章動(dòng)態(tài)背光控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)414.1 CMMB解碼芯片SC6600V414.2 SC6600V電視手機(jī)架構(gòu)424.3 SC6600V芯片研究434.3.1 芯片架構(gòu)434.3.2 芯片CMMB解碼444.3.3 芯片Video 解碼454.3.4 芯片LCDC架構(gòu)464.4 動(dòng)態(tài)背光控制的實(shí)現(xiàn)474.4.1 動(dòng)態(tài)背光控制系統(tǒng)架構(gòu)494.4.2 直方圖統(tǒng)計(jì)模塊設(shè)

19、計(jì)514.4.3 動(dòng)態(tài)背光等級(jí)計(jì)算模塊設(shè)計(jì)554.4.4 Gamma補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)574.5 本章小結(jié)63第五章動(dòng)態(tài)背光控制測(cè)試與驗(yàn)證645.1 Matlab 模擬仿真645.1.1 模擬仿真環(huán)境645.1.2 模擬仿真結(jié)果645.2 實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)試655.2.1 測(cè)試環(huán)境655.2.2 測(cè)試結(jié)果675.3 測(cè)試結(jié)論685.4 本章小結(jié)68第六章結(jié)論696.1 工作總結(jié)696.2 未來(lái)工作70參考文獻(xiàn)71致 謝75攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的學(xué)術(shù)論文76第一章 緒論目前CMMB數(shù)字電視手機(jī)已經(jīng)越來(lái)越普及，人們通過(guò)手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間觀看CMMB電視節(jié)目，會(huì)給手機(jī)電池續(xù)航能力帶來(lái)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何延長(zhǎng)電池的續(xù)

20、航能力，節(jié)省數(shù)字電視播放的功耗，是當(dāng)前迫切要解決的問(wèn)題。論文主要研究CMMB數(shù)字電視播放時(shí)的功耗問(wèn)題，對(duì)CMMB解碼及手機(jī)的顯示系統(tǒng)進(jìn)行研究。分析目前國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀，深入探討動(dòng)態(tài)背光亮度控制技術(shù)和圖像增強(qiáng)技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，解決在不降低CMMB數(shù)字電視播放圖像質(zhì)量的前提下，節(jié)省CMMB數(shù)字電視播放功耗的核心問(wèn)題，延長(zhǎng)CMMB數(shù)字電視手機(jī)的電池續(xù)航能力。1.1 研究背景與意義中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播（China Mobile Multimedia Broadcasting）（簡(jiǎn)稱CMMB）是我國(guó)自主研發(fā)的第一套面向手機(jī)、PDA、MP3、MP4等移動(dòng)終端的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)1。2006年10月24日，

21、國(guó)家廣電總局正式頒布了中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播（俗稱手機(jī)電視）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2。目前網(wǎng)絡(luò)電視是采用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳遞的運(yùn)行方式，隨著信息量猛增會(huì)給網(wǎng)絡(luò)承載帶來(lái)巨大壓力。CMMB是一種單向無(wú)線廣播，無(wú)需占用網(wǎng)路帶寬，所以CMMB和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商就可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，目前CMMB與TD-SCDMA實(shí)行捆綁，隨著3G無(wú)線通信的快速發(fā)展，CMMB數(shù)字電視手機(jī)越來(lái)越普及。手機(jī)增加多媒體CMMB數(shù)字電視的功能，人們長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮手機(jī)屏幕觀看CMMB數(shù)字電視節(jié)目，享受娛樂(lè)的同時(shí)也嚴(yán)重縮短了CMMB手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。待機(jī)時(shí)間的縮短，無(wú)疑讓CMMB數(shù)字電視手機(jī)的推廣大打折扣。目前電池技術(shù)的發(fā)展緩慢，嚴(yán)重落后于終端設(shè)備的發(fā)展，所以在C

22、MMB數(shù)字電視日趨流行的今天，研究節(jié)省CMMB數(shù)字電視手機(jī)在播放電視節(jié)目時(shí)的功耗，延長(zhǎng)手機(jī)待機(jī)時(shí)間具有相當(dāng)大的意義。CMMB數(shù)字電視手機(jī)是嵌入式通信設(shè)備和數(shù)字視頻播放器的組合，手機(jī)使用的是嵌入式RISC CPU和SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）作為內(nèi)存系統(tǒng)，得益于當(dāng)前CPU、內(nèi)存系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展，使得嵌入式設(shè)備待機(jī)功耗得以延長(zhǎng)3。在過(guò)去的文獻(xiàn)針對(duì)嵌入式設(shè)備的功耗研究中，節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)是減少CPU運(yùn)算4，互聯(lián)總線5和SDRAM內(nèi)存系統(tǒng)6的功耗，這些軟件和硬件技術(shù)已廣泛被引入，以減少設(shè)備電源的消耗。但對(duì)于嵌入式設(shè)備的顯示系統(tǒng)功耗的研

23、究相對(duì)較少。研究表明當(dāng)前60%以上手機(jī)使用TFT-LCD顯示屏，TFT-LCD本身不發(fā)光，需要背光源才能讓圖像顯示。在手持嵌入式設(shè)備中，如果設(shè)備的TFT-LCD顯示屏關(guān)閉的時(shí)候，設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)或者運(yùn)行某些程序時(shí)，功耗節(jié)省能達(dá)到非常好的效果，但只要顯示屏被點(diǎn)亮，手持嵌入式設(shè)備的功耗馬上提高。特別是視頻播放的時(shí)候，如CMMB數(shù)字電視播放時(shí)手機(jī)顯示系統(tǒng)的功耗幾乎占其整體功耗的50%，是影響CMMB手機(jī)續(xù)航能力最主要因素。隨著目前手持嵌入式設(shè)備的液晶顯示屏越來(lái)越大，消費(fèi)者更傾向于購(gòu)買大液晶屏的終端設(shè)備，因此嵌入式顯示系統(tǒng)的功耗也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。1.2 目前存在的問(wèn)題針對(duì)CMMB數(shù)字電視手機(jī)顯示系

24、統(tǒng)的研究，論文首先探討目前手持嵌入式視頻播放器的顯示屏類型。目前市面上大部分的手機(jī)使用的是LCD液晶顯示屏，而彩色LCD液晶顯示屏，因?yàn)長(zhǎng)CD的品質(zhì)和研發(fā)技術(shù)不同而有所差異，其主要種類大致有TFT 、TFD、UFB、STN、OLED、UFS、LTPS和CGS等等。和其它顯示屏相比，TFT-LCD的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好、自動(dòng)化程度高和原材料成本低廉，所以幾乎60%手機(jī)使用TFT-LCD作為顯示屏。論文研究重點(diǎn)是以TFT-LCD作為顯示屏的CMMB數(shù)字電視手機(jī)。根據(jù)DisplaySearch的Quarterly Mobile Phone Shipment and Forecast Repor

25、t報(bào)告顯示目前小屏幕LCD市場(chǎng)的占有率如圖1-1所示，其中TFT-LCD達(dá)59.2%。TFT圖11.手機(jī)LCD液晶顯示屏的市場(chǎng)占有率Fig.1-1 Market share of mobile phone LCDTFT-LCD每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)，從而可以做到高速度、高亮度和高對(duì)比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一，其效果接近CRT顯示屏，是現(xiàn)在主流顯示設(shè)備。但TFT-LCD本身不發(fā)光，依靠背光源才能顯示圖像，其缺點(diǎn)是比較耗電。隨著多媒體應(yīng)用的迅速發(fā)展，針對(duì)手機(jī)的用戶體驗(yàn)已經(jīng)發(fā)生顯著變化。特別是CMMB數(shù)字電視手機(jī)的誕生，手機(jī)用戶更加注重的是手

26、機(jī)的電視娛樂(lè)功能。這種發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生兩種重大影響：（1）設(shè)備的顯示屏尺寸和分辨率不斷提高，以滿足用戶對(duì)多媒體視頻娛樂(lè)的需求。（2）手機(jī)在享受視頻娛樂(lè)時(shí)，其LCD顯示系統(tǒng)一直在工作狀態(tài)。例如在觀看CMMB數(shù)字電視節(jié)目時(shí)，必須保持LCD顯示屏在點(diǎn)亮狀態(tài)。以TFT-LCD為例，TFT-LCD自身是不能發(fā)光的，需要背光源才能讓圖像顯示。目前常用的背光源是CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極熒光燈）和LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）。以CCFL背光源為例，在SmartBadge系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行和待機(jī)時(shí)，CCFL的功耗分別占其系統(tǒng)總功耗

27、的28.6和507。以LED作為背光源，TFT-LCD液晶顯示屏的尺寸越來(lái)越大，使用的LED數(shù)量越多。例如QCIF大小的TFT-LCD顯示屏，背光源至少需要2顆LED?，F(xiàn)在比較普遍的3.5寸WQVGA大小的TFT-LCD液晶顯示屏，背光源就需要 6顆LED。背光LED 數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)功率越來(lái)越高。一個(gè)典型的3.5寸TFT-LCD液晶屏的CMMB電視手機(jī)，需要6顆白光LED組成TFT-LCD背光源，每顆LED驅(qū)動(dòng)電壓為3.5V，最大電流為20mA。當(dāng)手機(jī)播放CMMB電視節(jié)目時(shí)，LED背光最大的功耗達(dá)到420mW，是一個(gè)耗電量很大的部件。手機(jī)系統(tǒng)總功耗一般為900mW，也就是說(shuō)TFT

28、-LCD液晶顯示屏中的LED背光消耗的功率占到系統(tǒng)總功率的50%左右。如果考慮TFT-LCD面板功耗及整個(gè)顯示系統(tǒng)，包括控制電路和幀緩存（frame buffer）等，那么手機(jī)顯示系統(tǒng)的功耗占據(jù)手機(jī)系統(tǒng)總功耗的比重就更大。當(dāng)前市場(chǎng)上大多數(shù)手機(jī)使用的是高性能的鋰離子電池，電池一般容量為850mAH1500mAH。以容量為1500mAH鋰電池為例，手機(jī)的工作電壓為3.7V，對(duì)于3.5寸TFT-LCD 液晶屏的手機(jī)，在播放CMMB節(jié)目電視時(shí)系統(tǒng)總功耗約為900mW，那么手機(jī)只能連續(xù)播放6小時(shí)CMMB電視節(jié)目。如果播放CMMB數(shù)字電視的功耗不得到解決，會(huì)嚴(yán)重影響CMMB電視手機(jī)的推廣和銷售。所以對(duì)于C

29、MMB數(shù)字電視手機(jī)，如何節(jié)省功耗是非常重要和關(guān)鍵。針對(duì)TFT-LCD液晶顯示屏，占功耗最大部分是LED 背光源。如果降低LED 背光源的功耗，可以延長(zhǎng)電池使用壽命，特別對(duì)于CMMB 數(shù)字電視手機(jī)而言，降低播放CMMB電視節(jié)目時(shí)的功耗具有重要影響。在播放CMMB電視節(jié)目的時(shí)候，通過(guò)簡(jiǎn)單的降低背光亮度，可以節(jié)省系統(tǒng)功耗。但是背光亮度降低后，顯示圖像的亮度都會(huì)受到影響，導(dǎo)致圖像失真。如何不降低CMMB圖像播放質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)有效降低背光功耗的方法來(lái)節(jié)省整機(jī)功耗，這是目前研究的難題。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀針對(duì)多媒體手機(jī)顯示系統(tǒng)功耗問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外分別從LCD液晶屏原材料和顯示控制技術(shù)等兩方面進(jìn)行研究。對(duì)

30、于LCD液晶屏原材料的研究，即開(kāi)發(fā)一種可以代替TFT-LCD更省電的LCD顯示屏。近年來(lái)，有機(jī)發(fā)光顯示屏（Organic Light Emitting Display）（簡(jiǎn)稱OLED），憑借其自發(fā)光、廣視角、反應(yīng)時(shí)間快、發(fā)光效率高、工作電壓低 、面板厚度薄、可制作大尺寸與可彎曲式面板等優(yōu)先，使其越來(lái)越受到關(guān)注89。特別是AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）的研發(fā)出現(xiàn)，可以更有效降低嵌入式設(shè)備的顯示系統(tǒng)功耗。目前聯(lián)想的樂(lè)phone 3GW100手機(jī)和三星的i8000手機(jī)等采用的是AMOLED顯示屏。AMOLED是有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極

31、體面板，不管在畫(huà)質(zhì)、功耗及成本上，表現(xiàn)都比TFT-LCD好很多。特別是AMOLED具自發(fā)光的特色，不需使用背光源，因此更省電。AMOLED耗電量大約僅有TFT-LCD的60%，但目前AMOLED最大的問(wèn)題是產(chǎn)品的不良率，導(dǎo)致AMOLED價(jià)格比TFT-LCD價(jià)格的高出50%。這是目前AMOLED難以普及，難以代替TFT-LCD的根本原因。在顯示控制技術(shù)方面，目前更多的研究在調(diào)整顯示屏的背光源上，因?yàn)楸彻庠词亲畲蟮哪芰肯恼?。這些技術(shù)包括：（1）改善背光源的驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)LED的連接方式進(jìn)行串并交錯(cuò)放置，使得LED發(fā)光更有效10，從而節(jié)省背光功耗。但這種方法只是用于需要LED較多的大屏幕的LCD電

32、視，不適用于LED只有36顆的小屏幕手機(jī)。改變LED連接方式，優(yōu)化背光驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)改善手機(jī)整體功耗無(wú)法起到關(guān)鍵性的作用。（2）動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)（Dynamic Backlight Luminance Scaling）（簡(jiǎn)稱DLS），根據(jù)圖像灰度直方圖的信息，在降低圖像顯示的背光亮度后，采用亮度補(bǔ)償、圖像增強(qiáng)等技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償11。這種技術(shù)能降低整個(gè)顯示系統(tǒng)的功耗，然而在圖像失真度計(jì)算時(shí)，這種技術(shù)沒(méi)有考慮亮度溢出點(diǎn)對(duì)失真度的影響，會(huì)嚴(yán)重造成圖像色彩的飽和。（3）并行亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié) （Concurrent Brightness and Contrast Scaling）（簡(jiǎn)稱CBCS），通

33、過(guò)調(diào)節(jié)背光亮度和亮度的補(bǔ)償系數(shù)來(lái)保證圖像對(duì)比度12。這種技術(shù)只針對(duì)靜態(tài)顯示的圖像，不適用于圖像連續(xù)播放變化的環(huán)境，所以不適用于CMMB數(shù)字電視手機(jī)。（4）圖像質(zhì)量自適應(yīng)背光調(diào)節(jié)（Quality adaptive Backlight Scaling）（簡(jiǎn)稱QABS），根據(jù)圖像的失真度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)背光13；HVS-DBS（Human Visual System Dynamic Backlight Scaling），根據(jù)人眼對(duì)圖像對(duì)比度更為敏感，提出在低背光下提高圖像對(duì)比度，來(lái)彌補(bǔ)背光降低帶來(lái)圖像顯示質(zhì)量的下降1415。這些技術(shù)沒(méi)有考慮到圖像像素亮度分布情況，如果亮度值較高的像素點(diǎn)分布過(guò)于集中，進(jìn)行背光

34、調(diào)節(jié)后，會(huì)造成圖像部分區(qū)域像素的失真。而使用線性亮度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑫?huì)導(dǎo)致亮度值較高的像素飽和，導(dǎo)致圖像失真，丟失圖像的細(xì)節(jié)。（5）HEBS（Histogram Equalization for Backlight Scaling）技術(shù)，使用灰度直方圖均衡化的技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)背光亮度16。該技術(shù)以灰度直方圖的均衡化為基礎(chǔ)，從圖像全局角度對(duì)灰度直方圖進(jìn)行調(diào)整。該技術(shù)沒(méi)有考慮到圖像像素的局部信息，進(jìn)行背光調(diào)節(jié)后，會(huì)造成圖像部分區(qū)域像素的失真。其它文獻(xiàn)針對(duì)動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)與亮度補(bǔ)償技術(shù)中，同樣沒(méi)有考慮到圖像像素灰度分布的空間信息，亮度補(bǔ)償后會(huì)導(dǎo)致圖像局部的失真，丟失圖像顯示的細(xì)節(jié)，影響圖像顯示質(zhì)量17-21。

35、綜上所述針對(duì)顯示系統(tǒng)功耗調(diào)節(jié)上，目前的研究存在以下不足之處：（1）只調(diào)整背光，不補(bǔ)償圖像，從而導(dǎo)致圖像顯示較暗，顯示圖像的質(zhì)量很差。因?yàn)椴贿M(jìn)行圖像補(bǔ)償，不能大幅降低背光亮度，節(jié)能的程度有限。（2）側(cè)重于進(jìn)行顯示圖像的全局分析，并對(duì)其進(jìn)行背光亮度控制，不進(jìn)行圖像的局部或像素空間分布的分析，導(dǎo)致某些圖像，進(jìn)行背光亮度控制后，圖像顯示局部失真。（3）調(diào)整LCD背光亮度同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償，但會(huì)導(dǎo)致圖像顯示的失真，如丟失圖像顯示細(xì)節(jié)，導(dǎo)致圖像顯示質(zhì)量下降。所以針對(duì)CMMB數(shù)字電視手機(jī)，研究一種高效的動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)和圖像增強(qiáng)技術(shù)，解決CMMB數(shù)字電視在播放電視節(jié)目過(guò)程中，在不影響電視圖像顯示的質(zhì)量前

36、提下，又能降低背光顯示的功耗，有著重要的研究意義。1.4 研究?jī)?nèi)容與取得的成果1.4.1 論文的主要工作論文的主要工作包括：（1）對(duì)我國(guó)自主研發(fā)的CMMB數(shù)字電視的編解碼技術(shù)進(jìn)行研究，探討CMMB數(shù)字電視編解碼原理及解碼后數(shù)據(jù)處理和圖像顯示過(guò)程。針對(duì)這方面的研究目的為了分析CMMB數(shù)字電視解碼后，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，以便更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，達(dá)到節(jié)省功耗和增強(qiáng)圖像顯示的效果。（2）對(duì)手機(jī)LCD顯示系統(tǒng)進(jìn)行整體研究。探討TFT-LCD顯示原理和背光系統(tǒng)，研究手機(jī)LCD透光率，背光亮度及功耗的關(guān)系。針對(duì)這方面的研究目的是為了分析LCD背光與功耗的關(guān)系，以便研究有效的方案來(lái)降低手機(jī)背光亮度，從而

37、節(jié)省手機(jī)整體的功耗。（3）對(duì)動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)技術(shù)和亮度補(bǔ)償算法進(jìn)行分析和研究。探討標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)和亮度背光補(bǔ)償算法不足之處，在此基礎(chǔ)上研究和改進(jìn)，提出一種新型的密度直方圖圖像分析方法和基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法，此算法不但有效節(jié)省顯示系統(tǒng)的功耗，而且不會(huì)造成圖像大面積的飽和失真。（4）對(duì)圖像增強(qiáng)技術(shù)的分析和研究。探討線性的亮度增強(qiáng)技術(shù)不足之處，研究基于Gamma補(bǔ)償方法的圖像增強(qiáng)技術(shù)?；贕amma補(bǔ)償?shù)膱D像增強(qiáng)技術(shù)，不但彌補(bǔ)了由于背光亮度降低帶來(lái)的圖像顯示質(zhì)量下降，而且增強(qiáng)圖像的顯示效果。（5）對(duì)CMMB數(shù)字電視芯片SC6600V進(jìn)行分析和研究。針對(duì)芯片現(xiàn)有的架構(gòu)、CMMB解碼

38、流程和LCDC顯示的流程進(jìn)行探討，并在此芯片上進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)背光控制算法和Gamma補(bǔ)償圖像增強(qiáng)技術(shù)。在設(shè)計(jì)方面，為了適應(yīng)嵌入式芯片計(jì)算的特點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)背光控制算法進(jìn)行優(yōu)化。在Gamma補(bǔ)償方法的設(shè)計(jì)上，論文使用Gamma查表和線性擬合相結(jié)合的方法來(lái)代替Gamma曲線計(jì)算，從而節(jié)省LUT存儲(chǔ)單元，減少的內(nèi)存空間。（6）對(duì)動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)和Gamma補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，驗(yàn)證論文所優(yōu)化的算法和技術(shù)的可行性，證明論文所開(kāi)展工作的正確性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.4.2 論文的關(guān)鍵技術(shù)論文的關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）CMMB編解碼技術(shù)CMMB采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)多媒體廣播電視技術(shù)，移動(dòng)多媒體廣播

39、系統(tǒng)涵蓋了信源、復(fù)用、信道、衛(wèi)星、擴(kuò)展業(yè)務(wù)、終端等各方面的技術(shù)。信源壓縮是主要包括視頻壓縮編碼與音頻壓縮編碼。視頻壓縮編碼采用AVS（Audio Video coding Standard）標(biāo)準(zhǔn)和H.264標(biāo)準(zhǔn)，音頻壓縮編碼采用DRA（Digital Rise Audio）標(biāo)準(zhǔn)和AAC（Advanced Audio Coding）標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際目前CMMB系統(tǒng)使用的是H.264，但是標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)支持H.264和AVS。論文將會(huì)針對(duì)CMMB視頻格式H.264和AVS解碼技術(shù)進(jìn)行研究。（2）灰度直方圖分析技術(shù)灰度直方圖是圖像像素亮度（灰度）值的函數(shù)，表示圖像中具有每種亮度等級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種亮

40、度出現(xiàn)的頻率?；叶戎狈綀D是圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)圖像的灰度直方圖進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，可以方便對(duì)圖像亮度、對(duì)比度等進(jìn)行處理和優(yōu)化。論文中的動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)及Gamma補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，都是基于圖像灰度直方圖的分析和統(tǒng)計(jì)。（3）動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)技術(shù)分析圖像的灰度直方圖，在降低顯示屏的背光亮度后，采用亮度補(bǔ)償、圖像增強(qiáng)等技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行優(yōu)化處理。動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)技術(shù)是本論文研究的重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)算法進(jìn)行優(yōu)化，能有效降低CMMB數(shù)字電視手機(jī)播放時(shí)候的功耗。（4）圖像增強(qiáng)技術(shù)與Gamma補(bǔ)償圖像增強(qiáng)技術(shù)，就是針對(duì)輸入的圖像進(jìn)行調(diào)整，如增加亮度、增強(qiáng)對(duì)比度等，改善圖像顯示的視覺(jué)效果。在圖像增強(qiáng)技術(shù)中，

41、論文對(duì)輸入圖像的灰度值進(jìn)行調(diào)整，讓輸出的灰度值達(dá)到某個(gè)設(shè)定的級(jí)別，改善圖像的顯示效果。Gamma補(bǔ)償是圖像增強(qiáng)技術(shù)的一種。通過(guò)Gamma補(bǔ)償調(diào)整，不但能提高圖像的亮度，而且能增強(qiáng)圖像的顯示效果。圖像中高亮度的像素經(jīng)過(guò)Gamma補(bǔ)償調(diào)節(jié)后不容易產(chǎn)生圖像像素的飽和，保證圖像顯示質(zhì)量。1.4.3 論文取得的成果論文取得的成果包括：（1）通過(guò)動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)算法的研究和分析，提出一種新型的密度直方圖圖像分析方法和基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法，以降低CMMB數(shù)字電視播放時(shí)的背光功耗。（2）通過(guò)對(duì)圖像增強(qiáng)技術(shù)的研究，使用Gamma補(bǔ)償來(lái)保持圖像顯示的質(zhì)量而且增強(qiáng)圖像顯示的效果。（3）對(duì)Gamma曲線計(jì)

42、算方法進(jìn)行優(yōu)化，使用Gamma查表和線性擬合相結(jié)合的方法來(lái)代替Gamma曲線計(jì)算，從而節(jié)省LUT存儲(chǔ)單元，減少的內(nèi)存空間。 （4）在CMMB數(shù)字電視解碼芯片（SC6600V）原架構(gòu)上進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)論文的研究成果。經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，在CMMB數(shù)字電視播放的時(shí)候，能夠節(jié)省功耗30%以上，驗(yàn)證論文所優(yōu)化的算法和技術(shù)的可行性。1.4.4 創(chuàng)新點(diǎn)論文的創(chuàng)新點(diǎn)包括：（1）優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)背光控制算法，提出一種新型的密度直方圖圖像分析方法和基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法。動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)算法，側(cè)重于進(jìn)行顯示圖像的全局分析，如果圖像灰度值較高的像素分布過(guò)于集中，進(jìn)行背光調(diào)節(jié)后，會(huì)造成圖像部分區(qū)域像素的失真。密

43、度直方圖分析的是灰度統(tǒng)計(jì)信息和灰度空間分布信息，可以更好地反映圖像的灰度分布。相對(duì)于現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)背光調(diào)整方法，基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光亮度調(diào)節(jié)算法在有效降低背光亮度的同時(shí)，可以更好地保證圖像的顯示效果。（2）Gamma曲線計(jì)算方法改進(jìn)。在Gamma補(bǔ)償方法的設(shè)計(jì)方面，使用Gamma查表和線性擬合相結(jié)合的方法來(lái)代替Gamma曲線計(jì)算，節(jié)省LUT存儲(chǔ)單元，減少的內(nèi)存空間。1.5 論文結(jié)構(gòu)論文剩余部分的結(jié)構(gòu)組織如下：第二章對(duì)CMMB數(shù)字電視進(jìn)行研究及CMMB數(shù)字電視解碼技術(shù)進(jìn)行闡述。分析手機(jī)的 LCD顯示系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，針對(duì)CMMB解碼后的圖像顯示系統(tǒng)進(jìn)行研究。第三章研究和分析動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)，提出一種新

44、型的密度直方圖圖像分析方法和基于密度直方圖的動(dòng)態(tài)背光控制算法，在圖像增強(qiáng)技術(shù)方面，使用Gamma補(bǔ)償技術(shù)來(lái)代替線性的亮度補(bǔ)償技術(shù)。第四章研究CMMB數(shù)字電視解碼芯片SC6600V，闡述手機(jī)電視的整體架構(gòu)，并基于此芯片上實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化動(dòng)態(tài)背光亮度控制和Gamma補(bǔ)償技術(shù)。第五章對(duì)動(dòng)態(tài)背光控制技術(shù)和圖像補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。第六章對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)并展望本課題的未來(lái)工作。第二章 CMMB解碼及手機(jī)顯示系統(tǒng)研究論文主要研究對(duì)象是CMMB數(shù)字電視手機(jī)，解決CMMB數(shù)字電視播放電視節(jié)目過(guò)程中，不但不影響電視圖像顯示的質(zhì)量，而且能降低手機(jī)顯示系統(tǒng)功耗的技術(shù)問(wèn)題。要分析和解決這個(gè)問(wèn)題，需要論文先對(duì)CMMB解碼和手

45、機(jī)的顯示系統(tǒng)進(jìn)行研究。本章主要分析CMMB系統(tǒng)架構(gòu)，闡述CMMB復(fù)用技術(shù)和CMMB編解碼技術(shù)，重點(diǎn)研究CMMB視頻解碼過(guò)程，對(duì)TFT-LCD的顯示原理及手機(jī)的顯示系統(tǒng)進(jìn)行分析，探討手機(jī)LCD背光與功耗關(guān)系。為下一章節(jié)改進(jìn)CMMB數(shù)字電視手機(jī)播放功耗奠定技術(shù)基礎(chǔ)。2.1 CMMB系統(tǒng)架構(gòu)中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播（CMMB）的主要特點(diǎn)22： （1）可提供數(shù)字廣播電視節(jié)目、綜合信息和緊急廣播服務(wù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星傳輸與地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的無(wú)縫協(xié)同覆蓋，支持公共服務(wù)。（2）支持手機(jī)、PDA、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦以及在汽車、火車、輪船、飛機(jī)上的小型接收終端，接收視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多媒體業(yè)務(wù)。（3）采用具有

46、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)多媒體廣播電視技術(shù)，系統(tǒng)可運(yùn)營(yíng)、可維護(hù)、可管理，具備廣播式、雙向式服務(wù)功能，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)要求逐步擴(kuò)展。（4）支持中央和地方相結(jié)合的運(yùn)營(yíng)體系，具備加密授權(quán)控制管理體系，支持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)，支持用戶全國(guó)漫游。（5）系統(tǒng)安全可靠，具有安全防范能力，具有良好的可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)移動(dòng)多媒體廣播電視技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展要求。CMMB采用“天地一體”的技術(shù)體系，即利用大功率S波段衛(wèi)星覆蓋全國(guó)100%國(guó)土、利用地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行城市人口密集區(qū)域有效覆蓋、利用雙向回傳通道實(shí)現(xiàn)交互，形成單向廣播和雙向互動(dòng)相結(jié)合、中央和地方相結(jié)合的無(wú)縫覆蓋的系統(tǒng)23。CMMB的總體構(gòu)成如圖2-1所示。在這個(gè)體系中包括

47、：衛(wèi)星廣播、地面廣播、廣播業(yè)務(wù)地面控制、移動(dòng)終端、移動(dòng)接入網(wǎng)。其核心技術(shù)采用的是StiMi（Sattellite Terrestrial interactive Multi-service infrastructure）傳輸技術(shù)。在CMMB的系統(tǒng)構(gòu)成中，CMMB信號(hào)主要由S波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡(luò)和U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋。S波段衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)廣播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分發(fā)信道用于地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)為S波段發(fā)送到CMMB終端。為實(shí)現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動(dòng)多媒體廣播電視信號(hào)的有效覆蓋，采用U波段地面無(wú)線發(fā)射構(gòu)建城市U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)2

48、4。圖21.移動(dòng)多媒體廣播電視總體構(gòu)成24Fig.2-1 Architecture of CMMBCMMB是數(shù)字電視技術(shù)的一種，采用先進(jìn)的編碼、壓縮、調(diào)制等數(shù)字技術(shù)，專為7寸以下小尺寸屏幕便攜接收終端提供廣播電視節(jié)目服務(wù)，具有移動(dòng)接收、高效省電等傳統(tǒng)數(shù)字電視所不具備的技術(shù)特點(diǎn)。目前國(guó)外手機(jī)電視技術(shù)主要有美國(guó)的MediaFLO、歐洲的DVB-H、韓國(guó)的T-DMB等。和這些技術(shù)相比，CMMB圖像清晰流暢、組網(wǎng)方便靈活、支持多種業(yè)務(wù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，多項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。從CMMB的架構(gòu)和主要特點(diǎn)可以得知，CMMB是一種單向無(wú)線傳播，無(wú)需占用網(wǎng)路帶寬。而當(dāng)前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商流媒體模式是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)

49、現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳遞的運(yùn)行方式，這種流媒體方式受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響。新一代多媒體、影像傳輸、網(wǎng)絡(luò)電視等信息量猛增使得帶寬成為嚴(yán)重的瓶頸，給網(wǎng)絡(luò)承載帶來(lái)巨大壓力。然而CMMB不存在這樣的問(wèn)題，是3G 無(wú)線通信多媒體模式的必要補(bǔ)充。2.2 CMMB編解碼研究2.2.1 CMMB信源編碼CMMB信源編碼系統(tǒng)采用低碼率、高效率的音視頻壓縮編碼，輸出碼流遵循RTP（Real-time Transport Protocol）協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與復(fù)用系統(tǒng)的連接。圖22.CMMB 音視頻編碼及邏輯框圖25Fig.2-2 Audio and video encode diagram of CMMB如圖2-2所示，信源壓縮部分接

50、收音視頻源的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)壓縮編碼處理輸出到復(fù)用部分。信源壓縮系統(tǒng)具備音視頻預(yù)處理、視頻壓縮、音頻壓縮、RTP封裝等功能。移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)音視頻業(yè)務(wù)分為電視廣播業(yè)務(wù)和聲音廣播業(yè)務(wù)，移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)信源視頻、音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)選用為：（1）電視廣播業(yè)務(wù)中，視頻壓縮編碼采用AVS標(biāo)準(zhǔn)、H.264標(biāo)準(zhǔn)，音頻壓縮編碼采用DRA標(biāo)準(zhǔn)、AAC標(biāo)準(zhǔn)。（2）聲音廣播業(yè)務(wù)中，音頻壓縮編碼采用DRA標(biāo)準(zhǔn)25。2.2.2 CMMB手機(jī)音視頻解碼CMMB數(shù)字電視手機(jī)其CMMB接收器包括：CMMB射頻調(diào)諧器（CMMB RF Tuner）、CMMB基帶信號(hào)解調(diào)模塊（CMMB Demodulator）、CMMB解復(fù)用模塊（C

51、MMB Demux）、音頻解碼器（Audio Decoder）和視頻解碼器（Video Decoder）。圖23. CMMB終端音視頻解碼過(guò)程Fig.2-3 Audio and video decode datapath of CMMB CMMB射頻調(diào)諧器，負(fù)責(zé)接收CMMB無(wú)線信號(hào)，并對(duì)信號(hào)選取放大。CMMB基帶信號(hào)解調(diào)模塊，負(fù)責(zé)對(duì)CMMB載波解調(diào)，在完成物理信道同步后，將得到的CMMB業(yè)務(wù)復(fù)用幀數(shù)據(jù)。CMMB解復(fù)用模塊，負(fù)責(zé)對(duì)CMMB業(yè)務(wù)復(fù)用幀的解復(fù)用，將視頻數(shù)據(jù)傳送到視頻解碼器進(jìn)行解碼，將音頻數(shù)據(jù)傳送到音頻解碼器進(jìn)行解碼。音頻解碼器，負(fù)責(zé)對(duì)CMMB解復(fù)用后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。視頻解碼器，負(fù)

52、責(zé)對(duì)CMMB解復(fù)用后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。CMMB終端音視頻解碼過(guò)程如圖2-3所示。CMMB終端音視頻解碼過(guò)程：首先天線將接收到的數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)過(guò)CMMB射頻調(diào)諧器（CMMB RF Tuner）選取放大后送入CMMB基帶信號(hào)解調(diào)模塊（CMMB Demodulator），CMMB基帶信號(hào)解調(diào)模塊將載波解調(diào)后，將數(shù)字信息送入CMMB解復(fù)用模塊（CMMB Demux）。解復(fù)用模塊對(duì)CMMB復(fù)用幀進(jìn)行解復(fù)用后，將視頻數(shù)據(jù)將送視頻解碼器進(jìn)行解碼，將音頻數(shù)據(jù)送給音頻解碼器進(jìn)行解碼。音頻解碼器（Audio Decoder）對(duì)音頻進(jìn)行解碼，把解碼后的音頻數(shù)據(jù)輸出給揚(yáng)聲器(Speaker)播放。視頻解碼器（Vid

53、eo Decoder）對(duì)視頻進(jìn)行解碼，把解碼后的視頻數(shù)據(jù)送給LCD 控制器（LCD Controller），LCD控制器把數(shù)據(jù)輸出給LCD進(jìn)行視頻圖像的顯示播放。CMMB視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是AVS和H.264，所以CMMB數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解復(fù)用模塊處理完畢后輸出的視頻數(shù)據(jù)為AVS或H.264。H.264和AVS視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)都是基于混合視頻編解碼框架，主要包含以下5個(gè)模塊：熵編碼/熵解碼、變換/反變換、量化/反量化、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)和環(huán)路濾波。H.264和AVS 視頻的解碼過(guò)程就是從比特流中解出頭信息，產(chǎn)生預(yù)測(cè)塊，再通過(guò)熵解碼得到的量化系數(shù)經(jīng)反量化、反變換得到殘差塊相加后，再進(jìn)行視頻幀的補(bǔ)償和重構(gòu)。H.2

54、64/AVS幀間預(yù)測(cè)使用基于塊的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)消除圖像間的冗余，幀內(nèi)預(yù)測(cè)使用空間預(yù)測(cè)模式來(lái)消除圖像內(nèi)的冗余。這種利用了時(shí)間冗余和空間冗余進(jìn)行編碼的方式?jīng)Q定了解碼過(guò)程通常由兩條途徑組成：對(duì)預(yù)測(cè)視頻塊的解碼和對(duì)編碼殘差塊的解碼。H.264/AVS視頻解碼器與其它混合視頻解碼器有共同的特性，包括輸入比特流的緩沖、熵解碼、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)、反掃描、反量化和反變換等2627。解碼器結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖24. 視頻解碼流程Fig.2-4 Video decode datapath 解碼分為幾個(gè)層次，依次為圖像頭解碼，幀層解碼，宏塊層解碼，塊解碼，數(shù)據(jù)后處理等幾部分組成。其具體解碼過(guò)程如下：首先對(duì)熵編碼比特流進(jìn)行

55、分析和解碼，經(jīng)過(guò)熵解碼得到圖像數(shù)據(jù)，將得到的圖像數(shù)據(jù)逆掃描得到量化系數(shù)，量化系數(shù)經(jīng)過(guò)反量化和反變換得到殘差系數(shù)，殘差系數(shù)加上預(yù)測(cè)的結(jié)果得到重構(gòu)數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波去塊效應(yīng)，最終得到Y(jié)UV解碼數(shù)據(jù)流。解碼得到的YUV數(shù)據(jù)傳送給手機(jī)LCDC模塊進(jìn)行處理和顯示。2.3 TFT-LCD顯示原理TFT-LCD技術(shù)是微電子技術(shù)和LCD技術(shù)巧妙結(jié)合的高新技術(shù)。人們利用微電子精細(xì)加工技術(shù)和Si材料處理技術(shù)，來(lái)開(kāi)發(fā)大面積玻璃板上生長(zhǎng)Si材料和TFT平面陣列的工藝技術(shù)。TFT-LCD即薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管LCD，是有源矩陣類型液晶顯示屏中的一種。TFT-LCD的主要特點(diǎn)是為每個(gè)像素配置一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。由于每個(gè)像素

56、都可以通過(guò)點(diǎn)脈沖直接控制。因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相對(duì)獨(dú)立，并可以進(jìn)行連續(xù)控制。這樣的設(shè)計(jì)方法不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時(shí)也可以精確控制顯示灰度，這就是TFT色彩較為逼真的原因。圖25. 彩色TFT-LCD模塊的截面圖28Fig. 2-5 Setion of color TFT-LCD module如圖2-5所示，TFT液晶屏的基本結(jié)構(gòu)為上下兩片偏振膜中間夾住一層液晶。上層偏振膜貼上色彩濾光片，下層TFT基板上制作薄膜晶體管（TFT）。TFT的顯示采用“背透式”照射方式，光源路徑從下向上，由于液晶是不發(fā)光的，所以液晶的背部設(shè)置特殊背光源，光源照射時(shí)通過(guò)下偏振膜向上透出。液晶上下兩個(gè)偏振膜的偏振方向是相互垂直的，當(dāng)液晶兩端沒(méi)有施加電壓時(shí)，光線會(huì)因?yàn)橐壕⒅D(zhuǎn)90度的極性，導(dǎo)致光無(wú)法透過(guò)液晶屏，此時(shí)看到液晶屏是暗黑的。當(dāng)液晶兩端施加一定的電壓時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得透過(guò)下層偏振膜的光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光的振動(dòng)方向不完全垂直于上層的偏振膜，導(dǎo)致一部分光透過(guò)上層偏振膜，此時(shí)可以看到光亮。根據(jù)液晶兩端施加不同的電壓，透過(guò)光的強(qiáng)度不同，看到的亮度也不一樣。上層偏振膜加上色彩濾光片，分別過(guò)濾紅、藍(lán)、綠三原色，則液晶可以顯示色彩圖像28。由于TFT-LCD面板本身并不發(fā)光，因此需要背光源，液晶顯示屏就必須加上一個(gè)背光板，來(lái)提供一個(gè)高