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显示技术的进步把人们带进了一个更加丰富多彩的世界。作为一种新型的显示技术，有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)以其高质量的显示效果和优异的性能获得了人们的关注。与传统的显示技术相比，AMOLED显示技术具有很多的优点，例如较低的功耗、较快的响应速度、视角宽广、高对比度和色彩鲜艳等。随着移动互联网时代的来临，消费电子产品搭载大尺寸高分辨率的显示屏已经成为一种趋势。与此同时，显示系统的功耗占整机功耗的比例也随之升高，这带来了依靠电池供电的便携式电子设备一次充电可使用时间缩短的问题。 为了解决上述问题，本文根据AMOLED自发光的特性，提出了一种带有补偿功能的低功耗显示算法。该算法以图像的灰度直方图为操作对象，首先将图像像素的灰度值进行压缩，将高灰度值像素变换到低灰度值，从而减小了图像的显示功耗。针对图像灰度值压缩后图像显示质量下降的问题，该算法使用图像灰度直方图均衡的方法对图像的对比度和亮度进行了补偿。针对直方图获取过程速度较慢的问题，提出了使用行程编码(Run-Length Encoding，RLE)对直方图获取进行加速的方法。此外，本文还提出了一种AMOLED电流型像素，它能够加快电流型像素的编程速度。该像素结构简单，有利于提高像素的开口率和发光效率，降低显示屏的功耗。 本文详细介绍了上述AMOLED低功耗显示算法的基本原理、算法的FPGA实现结果和算法芯片的设计工作以及电流型像素的结构和驱动方法。低功耗显示算法的软硬件实现证实了在不显著降低图像质量的情况下算法降功耗功能的有效性。在搭建的FPGA验证系统平台上，AMOLED显示屏的实际显示功耗降低了30％左右，图像的质量并没有明显的下降。最终采用TSMC0.18μm1P5M CMOS工艺对该算法进行了芯片实现，经过前后端设计，算法模块的时钟频率为33MHz，核心面积是1.9mm×1.9mm。