專利名稱：電子書閱讀機(jī)及其電子文本壓縮、解壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是電子書閱讀機(jī)及其電子文本壓縮、解壓方法，屬高性能、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和分塊壓縮及部分解壓技術(shù)。
背景技術(shù)：
對(duì)于一種壓縮方法，如果它能提供相對(duì)穩(wěn)定的壓縮比，則被壓縮的文件的篇幅越長(zhǎng)，壓縮后的文件篇幅的減小就越大。所以，實(shí)用中進(jìn)行壓縮的文件一般都比較大。對(duì)于不等長(zhǎng)編碼方法，即使只用到?jīng)]文本的最后一部分，也要將文本從頭開始解壓，這種情況下，就導(dǎo)致了系統(tǒng)響應(yīng)的明顯延時(shí)。特別是對(duì)數(shù)據(jù)處理能力、存儲(chǔ)能力有限的嵌入式系統(tǒng)和微機(jī)型便攜設(shè)備，這種響應(yīng)延時(shí)將相當(dāng)明顯，為此，我們提出部分解壓縮方法。我們以小說《紅樓夢(mèng)》全書為例來具體說明部分解壓縮方法帶來的便利。比如讀者想直接閱讀第40章，如果采用全解壓縮，需從第1章開始解壓，前面39章的解壓時(shí)間將給讀者明顯的延時(shí)感覺，但是如果采用部分解壓縮，小說按章分塊壓縮存放，則將從第40章直接開始解壓，不會(huì)有前面39章的解壓過程，所以不會(huì)出現(xiàn)明顯的延時(shí)?，F(xiàn)有的類似電子產(chǎn)品中，有的沒有采用電子文本壓縮技術(shù)，存儲(chǔ)空間沒有得到充分利用，能存儲(chǔ)的電子書的篇幅、數(shù)量受到很大限制；有的雖然采用了電子文本壓縮技術(shù)，但是所采用的壓縮方法并不支持“部分解壓縮”功能，使得針對(duì)電子文本中隨機(jī)位置內(nèi)容的閱讀要求的平均響應(yīng)速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有的電子書閱讀機(jī)及其電子文本壓縮解壓技術(shù)存在只能從頭開始解壓，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)的明顯延時(shí)，所采用的壓縮技術(shù)并不支持“部分解壓功能”，使得針對(duì)電子文本中隨機(jī)位置內(nèi)容的閱讀要求的平均響應(yīng)速度較慢、無法充分利用存儲(chǔ)空間、以存儲(chǔ)更大、更多的電子書等的缺點(diǎn)和問題，研究發(fā)明一種電子書閱讀機(jī)，它能使用支持“部分解壓”功能的電子文本壓縮技術(shù)，能充分地利用存儲(chǔ)空間，能存儲(chǔ)更大、更多的電子書，使得使用者能閱讀的內(nèi)容更豐富，并能使針對(duì)電子文本中隨機(jī)位置內(nèi)容的閱讀要求的平均響應(yīng)速度大大加快的電子書閱讀機(jī)及其電子文本壓縮解壓方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本電子書閱讀機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其電路方框圖如圖2所示，其實(shí)施例之一的電路原理圖如圖3所示，其工作流程方框圖如圖4所示，其電子文本壓縮流程程序方框圖如圖5所示，其部分解壓縮流程程序方框圖如圖6所示；本電子書閱讀機(jī)由外殼1、液晶顯示屏2、按鍵陣列3、計(jì)算機(jī)接口槽4、電池匣5、電路板共同安裝連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為液晶顯示屏2及按鍵陣列3裝于外殼1的正面面板上，并分別通過顯示信號(hào)線、鍵盤輸入信號(hào)線與電板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接；計(jì)算機(jī)接口槽4位于外殼1的正側(cè)面，接口槽4安裝有針式并行接插件并分別通過各自信號(hào)線與電路板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接；電池匣5位于外殼的正側(cè)面計(jì)算機(jī)接口槽4的右方，并通過電源線與電路板上的電源端點(diǎn)相電氣連接；其電路由鍵盤接口電路、微機(jī)接口電路、微處理器電路、液晶顯示電路、存儲(chǔ)器電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為微處理器電路分別通過鍵盤接口信號(hào)線、微機(jī)接口信號(hào)線、液晶顯示信號(hào)線、存儲(chǔ)器信號(hào)線分別與鍵盤接口電路、微機(jī)接口電路、液晶顯示電路、存儲(chǔ)器電路相電氣連接；其中微處理器電路由單片機(jī)芯片IC1構(gòu)成；鍵盤接口電路由鍵盤接口芯片IC5構(gòu)成；微機(jī)接口電路由微機(jī)接口芯片IC6構(gòu)成；液晶顯示電路由LCD顯示模塊的控制芯片IC3、譯碼芯片IC4共同連接構(gòu)成；存儲(chǔ)器電路由快閃存儲(chǔ)器IC2及微處理器內(nèi)快閃存儲(chǔ)器共同電氣連接構(gòu)成。
本電子書閱讀機(jī)的工作過程如下存放在閱讀機(jī)中的電子書采用壓縮文件的形式，而不是傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單字符編碼文件；可以用與之配套的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)原始文本進(jìn)行壓縮，然后將壓縮的輸出文件灌入閱讀機(jī)中，也可以將原始文本直接輸入到閱讀機(jī)中，在閱讀機(jī)上進(jìn)行壓縮和存儲(chǔ)；閱讀機(jī)可以根據(jù)需要隨時(shí)通過連接到計(jì)算機(jī)的電纜更新其中的電子書內(nèi)容；利用閱讀機(jī)進(jìn)行閱讀時(shí)，閱讀機(jī)先將壓縮文件形式的電子書解壓縮成簡(jiǎn)單字符編碼，再顯示在液晶顯示屏上供使用者閱讀。其中鍵盤動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的操作有前進(jìn)、后退、前翻頁、后翻頁和退出等。一種經(jīng)典的字典型文本壓縮方法(LZ77方法)如下LZ77方法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)長(zhǎng)為n的線形表(數(shù)組)，稱為工作緩存區(qū)(Working Buffer)，它被劃為兩部分長(zhǎng)為p個(gè)字符的緩沖區(qū)(HistoryBuffer)和長(zhǎng)為(n-p)個(gè)字符的輸入前瞻緩沖區(qū)(Look Ahead Buffer)，其中(n-p)的值通常比p小很多。其編碼過程可以描述如下(1)初始化歷史緩沖區(qū)。從輸入流中讀取q個(gè)字符添入前瞻緩沖區(qū)；(2)在歷史緩沖區(qū)中尋找與前瞻緩沖區(qū)中字符串的最大匹配；(3)以一定的形式將歷史緩沖區(qū)中找到匹配串的起始位置(addr)、長(zhǎng)度(len)以及前瞻緩沖區(qū)中匹配串后面的一個(gè)字符(new char)的原始編碼一起編碼成一個(gè)壓縮碼字輸出到壓縮輸出流中；(4)將工作緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)向舊字符的方向平移len+1個(gè)字符的距離，并從輸入中讀取len+1個(gè)字符填充到前瞻緩沖區(qū)尾部的空白處；(5)從第二步開始重復(fù)上述過程，直到輸入流中已經(jīng)沒有未處理的字符。可見，整個(gè)編碼過程中，工作緩沖區(qū)好象一個(gè)在待壓縮文本上滑過的窗口，所以這種方法又成為“基于滑動(dòng)窗口”的字典壓縮方法。譯碼過程更為簡(jiǎn)單，并且可以不使用前瞻緩沖區(qū)。譯碼時(shí)只需從接收到的壓縮碼字中的addr所對(duì)應(yīng)的歷史緩沖區(qū)中的位置開始復(fù)制len個(gè)字符到解壓縮輸出流中，將工作緩沖區(qū)中的字符向舊字符的方向平移len+1個(gè)字符，同時(shí)復(fù)制上述len個(gè)字符到歷史緩沖區(qū)的尾部的空白處，最后將壓縮碼字中顯式編碼的新字符添加到解壓縮輸出流中以及歷史緩沖區(qū)尾部空白處。
本發(fā)明采用的電子文本壓縮方法是支持分塊壓縮和部分解壓縮的字典型文本壓縮方法，閱讀機(jī)將壓縮文本解壓縮到當(dāng)前閱讀位置，在液晶顯示屏上顯示一屏文字，并可以根據(jù)使用者的操作要求向前和向后翻頁；“部分解壓縮”方法是通過先等篇幅分割再壓縮的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)“部分解壓縮”功能的支持，并且通過在壓縮前預(yù)加載字典來提高壓縮比；這樣使得閱讀機(jī)能跳過文本的部分代碼直接對(duì)所需的代碼塊進(jìn)行解壓縮，對(duì)于大篇幅文本能有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度；具體的壓縮和解壓過程如下(1)分塊壓縮①根據(jù)文本的特征，將文本為單位進(jìn)行分割，或者對(duì)于無明顯特征的大文本，可進(jìn)行等篇幅分割；②對(duì)分割后的文本單元依次處理，對(duì)第一單元的直接用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行壓縮；從第二單元開始，先將第一單元的開始部分預(yù)加載到普通字典型文本壓縮方法的“字典”中，再根據(jù)該字典對(duì)該單元用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行壓縮；(2)部分解壓縮①獲取使用者要閱讀的部分文本所位于的單元信息；②判斷該單元是否是第一單元，若是第一單元，則對(duì)第一單元直接用經(jīng)典字典型文本壓縮方法解壓縮輸出；若不是第一個(gè)單元，則用經(jīng)典方法解壓縮第一個(gè)單元的開始部分，將得到文本預(yù)加載到經(jīng)典字典型文本壓縮方法的“字典”中，然后根據(jù)該字典用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行解壓縮輸出。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)本發(fā)明采用“分塊壓縮”技術(shù)，存儲(chǔ)空間可得到充分利用，能存儲(chǔ)的電子書的篇幅、數(shù)量都有較大提高；(2)所采用的壓縮方法支持“部分解壓縮”功能，能針對(duì)電子文本中隨機(jī)位置內(nèi)容的閱讀要求的平均響應(yīng)速度太大加快；(3)本電子書閱讀機(jī)能存儲(chǔ)更大、更多的電子書，使用者閱讀內(nèi)容更加豐富，其鍵盤動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的操作有前進(jìn)、后退、前翻頁、后翻頁和退出等，使得操作使用極為方便，其液晶顯示屏具有圖形形式的人機(jī)交互界面，簡(jiǎn)單易用，使用前可靈活方便地選擇所要閱讀的電子書，也可方便地選擇電子書中開始閱讀的位置。


下面對(duì)說明書附圖進(jìn)一步說明如下圖1是本電子書閱讀機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本電子書閱讀機(jī)的電路方框圖；圖3是本電子書閱讀機(jī)實(shí)施例之一的電路原理圖；圖4是本電子書閱讀機(jī)工作流程程序方框圖；圖5是分塊壓縮軟件程序流程程序方框圖；圖6是部分解壓縮程序流程方框圖。圖1中1是外殼，2是液晶顯示屏，3是按鍵陣列，4是計(jì)算機(jī)接口槽，5是電池匣。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人經(jīng)過多年的研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，已較好地實(shí)施了本發(fā)明。發(fā)明人認(rèn)為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式可為如下(1)按圖1所所示，可選用鋁合金材料，并采用沖壓等機(jī)加工方法加工制造本電子書閱讀機(jī)的外殼，在機(jī)殼1的正面面板上設(shè)置并沖壓安裝液晶顯示屏2及安裝鍵陣列3的大小方孔，在機(jī)殼1的正側(cè)面留設(shè)并沖壓安裝計(jì)算機(jī)接口件的接口槽4及電池匣5。其中液晶顯示屏可選用高分辨率的點(diǎn)陣式液晶顯示屏；按鍵陣列可選按鈕按鍵；計(jì)算機(jī)接口件可選針式并行接口件；電池匣可采用7號(hào)電池匣；(2)按圖2、圖3所示繪制印刷電路板，然后篩選元器件進(jìn)行安裝連接，例如處理器IC1可采用美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)芯片，其指令集與廣泛使用的英特爾51系列兼容，片內(nèi)集成4K字節(jié)的快閃存儲(chǔ)器，程序可反復(fù)多次地直接寫到芯片上；芯片IC2可以采用M29W400B，它是256K字的大容量快閃存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)專門為本系統(tǒng)所定制的控制程序以及壓縮文件形式的電子書；快閃存儲(chǔ)器上的軟件由AT89C51單片機(jī)執(zhí)行；IC3的LCD顯示模塊的控制芯片可以采用Sumsung的K0713BT-01；IC4為3-8譯碼芯片，可以采用74LS138；IC5為鍵盤接口芯片，可以采用74LS244；IC6為微機(jī)接口芯片，可以采用74LS245。在機(jī)內(nèi)安裝好電路板后，可按上面說明書所述的其位置及相互連接關(guān)系進(jìn)行電氣連接，便能較好地實(shí)施本電子書閱讀機(jī)；(3)按圖4～圖6所示編寫各軟件程序，并把各軟件程序儲(chǔ)存入電子閱讀的存儲(chǔ)器中；系統(tǒng)上電后，首先自動(dòng)進(jìn)行硬件的復(fù)位，然后，軟件程序?qū)ο嚓P(guān)的存儲(chǔ)器進(jìn)行初始化，再進(jìn)入主程序的執(zhí)行。液晶顯示屏采用高分辨率的點(diǎn)陣式液晶顯示屏，具有圖形形式的人機(jī)交互界面，簡(jiǎn)單易用。使用者可以靈活地選擇所要閱讀的電子書，也可以選擇電子書中開始閱讀的位置。
權(quán)利要求
1.一種電子書閱讀機(jī)，其特征在于它由外殼(1)、液晶顯示屏(2)、按鍵陣列(3)、計(jì)算機(jī)接口槽(4)、電池匣(5)、電路板共同安裝連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為液晶顯示屏(2)及按鍵陣列(3)裝于外殼(1)的正面面板上，并分別通過顯示信號(hào)線、鍵盤輸入信號(hào)線與電板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接；計(jì)算機(jī)接口槽(4)位于外殼(1)的正側(cè)面，接口槽(4)安裝有針式并行接插件并分別通過各自信號(hào)線與電路板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，電池匣(5)位于外殼的正側(cè)面計(jì)算機(jī)接口槽(4)的右方，并通過電源線與電路板上的電源端點(diǎn)相電氣連接；其電路由鍵盤接口電路、微機(jī)接口電路、微處理器電路、液晶顯示電路、存儲(chǔ)器電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為微處理器電路分別通過鍵盤接口信號(hào)線、微機(jī)接口信號(hào)線、液晶顯示信號(hào)線、存儲(chǔ)器信號(hào)線分別與鍵盤接口電路、微機(jī)接口電路、液晶顯示電路、存儲(chǔ)器電路相電氣連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電子閱讀機(jī)，其特征在于其電子文本的壓縮、解壓方法是采用支持分塊壓縮和部分解壓縮的字典型文本壓縮方法，閱讀機(jī)將壓縮文本解壓縮到當(dāng)前閱讀位置，在液晶顯示屏上顯示一屏文字，并可以根據(jù)使用者的操作要求向前和向后翻頁；“部分解壓縮”方法是通過先等篇幅分割再壓縮的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)“部分解壓縮”功能的支持，并且通過在壓縮前預(yù)加載字典來提高壓縮比；這樣使得閱讀機(jī)能跳過文本的部分代碼直接對(duì)所需的代碼塊進(jìn)行解壓縮，對(duì)于大篇幅文本能有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度；具體的壓縮和解壓過程如下(1)分塊壓縮①根據(jù)文本的特征，將文本為單位進(jìn)行分割，或者對(duì)于無明顯特征的大文本進(jìn)行等篇幅分割；②對(duì)分割后的文本單元依次處理，對(duì)第一單元的直接用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行壓縮；從第二單元開始，先將第一單元的開始部分預(yù)加載到普通字典型文本壓縮方法的“字典”中，再根據(jù)該字典對(duì)該單元用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行壓縮；(2)部分解壓縮①獲取使用者要閱讀的部分文本所位于的單元信息；②判斷該單元是否是第一單元，若是第一單元，則對(duì)第一單元直接用經(jīng)典字典型文本壓縮方法解壓縮輸出；若不是第一個(gè)單元，則用經(jīng)典方法解壓縮第一個(gè)單元的開始部分，將得到文本預(yù)加載到經(jīng)典字典型文本壓縮方法的“字典”中，然后根據(jù)該字典用經(jīng)典字典型文本壓縮方法進(jìn)行解壓縮輸出。
全文摘要
本發(fā)明是電子書閱讀機(jī)及其電子文本壓縮、解壓方法,它由外殼、液晶顯示屏、按鍵陣列、計(jì)算機(jī)接口件、電池匣、電路板共同安裝連接構(gòu)成,其位置關(guān)系為:顯示屏、按鍵陣列裝于機(jī)殼正面面板,計(jì)算機(jī)接口件、電池匣裝于機(jī)殼正側(cè)面,并分別通過導(dǎo)線與電路板上相應(yīng)點(diǎn)連接;其電路由鍵盤接口電路、微機(jī)接口電路、微處理器電路、液晶顯示電路、存儲(chǔ)器電路分別通過各自信號(hào)線相互電氣連接構(gòu)成;其壓縮方法是支持分塊壓縮和部分解壓縮,閱讀機(jī)將壓縮文本解壓到當(dāng)前閱讀位置,在顯示屏上顯示文字;部分解壓是先等幅分割再壓縮,實(shí)現(xiàn)對(duì)“部分解壓縮”功能的支持,直接對(duì)所需代碼進(jìn)行解壓。本發(fā)明采用“分塊壓縮”,可充分利用存儲(chǔ)空間,能存儲(chǔ)文本篇幅、數(shù)量大大提高;“部分解壓縮”能對(duì)所需的隨機(jī)位置內(nèi)容解壓閱讀,大大提高響應(yīng)速度;本電子機(jī)能靈活方便操作使用,能前進(jìn)、后退、前翻頁、后翻頁和退出。
文檔編號(hào)G06F15/02GK1388456SQ0211537
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者韋崗, 勞錦明 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)