将移动电子设备扩展为pc机显示器的系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统及方法，其PC机内设置有显示数据输出模块，移动电子设备内设置有数据接收模块、数据处理模块、屏幕显示模块；PC机与移动电子设备之间通过USB模式通信，移动电子设备支持USBOTG工作模式。显示数据输出模块包括差异数据计算模块，还包括差异数据压缩模块；数据处理模块包括与差异数据压缩模块匹配的数据解析模块，还包括图像转换模块。本发明的技术方案，PC机显示内容可扩展至移动设备显示屏，数据传输量小，设备反应迅速。尤其适用于将PC机显示屏上的文本、静态图像、二维码数据传输到移动设备的电子墨水显示屏上。
【专利说明】将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机与移动设备的通信，具体涉及一种将移动电子设备扩展为PC 机显示器的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，平板电脑、智能手机、个人数据辅助设备（PDA)等移动电子 设备市场普及率越来越高。且移动电子设备的屏幕越来越先进，目前移动电子设备的屏幕 主要有IXD屏幕、电子墨水屏幕等。IXD类型的清晰度和色彩效果有些已超过台式机屏幕， 而电子墨水类型的屏幕是一种和IXD原理不同的显示技术，虽然刷新率慢，只有黑白两种 颜色，但是不闪烁，不发光，可以降低对眼睛的刺激，有效保护视力。将上述移动设备扩展为 PC机显示器具备广阔的应用前景，现有技术中，尚缺乏将PC机内的文字、图片、视频等内容 扩展显示到移动设备上的技术。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种将移动电子设备扩展为PC机显示器的 系统，能够根据移动设备显示屏的格式要求，将PC机屏幕内容扩展显示到移动设备显示屏 上。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，包括 PC机，还包括移动电子设备，所述的PC机内设置有显示数据输出模块，所述的移动电子设 备内设置有用于接收PC机数据的数据接收模块、用于处理所接收数据的数据处理模块，用 于将处理后的数据显示到移动电子设备显示屏的屏幕显示模块；所述的移动电子设备内还 设置有初始化模块、退出模块；所述的PC机与移动电子设备之间以有线或无线方式通信。
[0005] 优选的，所述的PC机与移动电子设备之间通过USB模式通信，所述的移动电子设 备支持USB 0TG工作模式。
[0006] 优选的，所述的移动电子设备包括一个电子墨水显示屏。
[0007] 优选的，所述的显示数据输出模块包括与上一帧进行比较的差异数据计算模块， 还包括差异数据压缩模块；所述的数据处理模块包括与所述差异数据压缩模块匹配的数据 解析模块，还包括图像转换模块。
[0008] 优选的，所述的数据处理模块中还包括差异计数模块。
[0009] 在上述系统的基础上，本发明还提供了将移动电子设备扩展为PC机显示器的方 法，包括以下步骤： 步骤01 :PC机内的差异数据计算模块将当前帧与上一帧逐个像素进行比较，出现差异 时记录当前帧在该坐标的像素信息，并将差异像素数据经差异数据压缩模块压缩后传输至 移动电子设备； 步骤02 :移动电子设备通过初始化模块进行初始化，通过所述的数据接收模块接收PC 机传输的差异数据，并经所述的数据解析模块解压缩后得到差异像素数据； 步骤03 :所述的图像转换模块将上述步骤02得到的差异像素数据转换为符合移动电 子设备显示屏图像模式的差异像素数据； 步骤04 :所述的图像转换模块将上述步骤03得到的差异像素数据写入上一帧图像的 相应像素位置，生成新一帧图像； 步骤05 :所述的屏幕显示模块将上述步骤04所计算的图像数据输出至移动电子设备 的显示屏； 步骤06 :重复上述步骤01至步骤05。
[0010] 优选的，所述的步骤03包括： 步骤031 :从还原后的像素中计算出红绿蓝三原色信息； 步骤032 :按照32位色的要求，将红绿蓝三原色信息计算出符合32位色要求的数值。
[0011] 优选的，所述的步骤03包括： 步骤031 :从还原后的像素中计算出红绿蓝三原色信息； 步骤033 :根据红绿蓝三原色信息计算出该色彩距离白色的近似度，以此换算为灰度 级别； 步骤034 :按照需求设定，将上述步骤033所计算的灰度级别调整为最终灰度级别。
[0012] 优选的，所述的步骤02还包括： 步骤021 :由差异计数模块统计与上一帧不同的差异像素的个数； 所述的步骤05中根据步骤021的统计结果进行屏幕的区域刷新或全局刷新。
[0013] 采用了上述技术方案后，PC机显示屏上的显示内容可以通过数据转换转移至移动 设备显示屏，并具备数据传输量小，设备反应迅速等优点。
[0014] 尤其适用于将PC机显示屏上的文本、静态图像、二维码数据传输到移动设备的电 子墨水显示屏上。
[0015] 本发明针对电子墨水显示屏提供区域刷新功能，可以减少不必要的全局刷新，优 化了用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统的原理图； 图2是本发明的将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法的软件流程图； 图3是本发明具体实施例中相邻帧差异数据计算与图像还原的原理示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0018] 实施例一 本实施例中，移动电子设备带有一个电子墨水显示屏。本实施例尤其适用于用户将PC 机显示器上的文本显示在移动电子设备上，还可将PC机显示器上的图片显示在移动电子 设备上，也可将二维码等静态内容显示至移动电子设备以便用户将其随身携带并提供第三 方进行扫码。
[0019] 如图1可见，本发明的包括PC机1，还包括移动电子设备2,其特征在于：所述的 PC机1内设置有显示数据输出模块10,所述的移动电子设备2内设置有用于接收PC机数 据的数据接收模块20、用于处理所接收数据的数据处理模块21，用于将处理后的数据显示 到移动电子设备显示屏的屏幕显示模块22 ;所述的移动电子设备2内还设置有初始化模块 23、退出模块24 ;所述的PC机1与移动电子设备2之间以有线或无线方式通信。
[0020] 本实施例中，移动电子设备2采用亚马逊Kindle DXG，该硬件的电子墨水屏幕大 小为9. 7寸，分辨率为1200x824,屏幕色彩为黑白16级灰度。物理连接是PC机1和电子墨 水设备上广泛使用的第二代及第三代USB接口，以高速传输普通计算机的显示内容到电子 墨水设备的屏幕上。
[0021] 在本实施例中，PC机1、移动电子设备2的显示屏分辨率设定为一样，这样的同步 显示效果最好。
[0022] 在移动电子设备2的显示屏分辨率小于PC机1的显示屏分辨率的情况下，可以 设置移动电子设备2的显示屏显示PC机1显示屏的部分内容，这样还是可以很好的处理 文本读取、网页浏览等任务，例如移动电子设备2的显示屏只显示PC机1显示屏左上角 1200x824像素的长方形部分。在移动电子设备2的显示屏分辨率大于PC机1的显示屏分 辨率的情况下，移动电子设备2的显示屏将显示PC机1显示屏的全部内容，其余屏幕区域 显示黑色。
[0023] 该亚马逊Kindle DXG支持USB 0TG工作模式。工作时，将其设置为USB从设备。
[0024] 具体而言，移动电子设备上定义了一个快捷组合按键，当该组合按键按下时，设备 将从一般模式如电纸书的阅读状态切换到本软件设计定义的显示模式，这时把移动设备通 过USB或者其他传输手段连接到普通计算机上，就可以像计算机显示器那样工作。当再次 按下快捷组合按键，设备将回到原来的一般模式。该快捷键依据设备出厂设置即可进行定 义。
[0025] 数据接收模块20实现需要底层传输链路的支持，如USB或WiFi等等，本实施例中 以USB实现。需要说明的是，现在的移动电子设备一般都支持USB 0TG即USB On-The-Go 技术，让设备工作在USB主设备和USB从设备两种模式之一。数据接收模块工作的前提是 让设备工作在USB从设备模式。
[0026] 所述的移动电子设备2内设置有初始化模块23,初始化模块23主要负责以下几个 功能： -按USB从设备的要求定义USB设备的设备描述符、配置描述符、字符串描述符、接口 描述符和端点描述符，这样作为USB线另一端主设备的个人计算机才能识别和加载相应程 序，以传输相应数据。
[0027] -将本模块注册进移动电子设备的操作系统，特别是USB子系统，让USB控制器工 作在从设备模式。
[0028] -初始化软件存储空间，让数据接收模块20正常工作。
[0029] 数据接收模块20的主要功能是接收USB线上传输的具体数据数据的细节将在数 据处理模块21部分介绍，主要实现包括： -维持一个接收队列，这样在瞬间数据量大的时候起到缓冲作用。
[0030] -通知下一模块即数据处理模块21进行数据的分析处理。
[0031] 退出模块24:本发明的正常工作需要作为设备核心操作系统的一部分，所以当接 收到退出命令时，退出模块将做一些常规的清理工作，如释放内存。
[0032] 数据处理模块21是本发明的核心模块。数据处理模块21首先定义了传输数据和 屏幕图像的关系：PC机1屏幕上要显示的内容可以看作是一帧一帧连续的图像，本发明所 传输的数据实际上是前后图像间的差异，这样做的目的在于减少数据传输量。
[0033] 如图2可见，本发明的将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法，包括以下步 骤： 步骤01 :PC机1内的差异数据计算模块101将当前帧与上一帧逐个像素进行比较，出 现差异时记录当前帧在该坐标的像素信息，并将差异像素数据经差异数据压缩模块102压 缩后传输至移动电子设备2; 步骤02 :移动电子设备2通过初始化模块23进行初始化，通过所述的数据接收模块20 接收PC机1传输的差异数据，并经所述的数据解析模块210解压缩后得到差异像素数据； 本实施例中，所述的显示数据输出模块10包括与上一帧进行比较的差异数据计算模 块101，还包括差异数据压缩模块102 ;所述的数据处理模块21包括与所述差异数据压缩模 块102匹配的数据解析模块210,所述差异数据压缩与解压缩可以采用现有各种成熟压缩 与解压缩算法。
[0034] 作为数据处理模块21的子模块，数据解析模块210将解析数据接收模块20接收 的图像差异数据。具体功能包括： -差异数据进行了压缩，所以在这里需要解压缩。
[0035] -差异数据记录了差异像素的信息，包括坐标位置、颜色。本模块将这些数据解析 还原，转换成所代表的图像像素坐标、颜色信息。例如，如果像素位于屏幕左上角就是坐标 (〇,〇)，白色像素在16位色方案下将是计算机数据0XFFFF。
[0036] 如图3可见，PC机中的一帧图像，可以视为很多列纵向排列的像素，或视为很多行 横向排列的像素，或视为矩阵格式的像素集合，本发明中，如果相邻帧之间同一位置对应的 地址相同，而存储像素数据不同，这些像素就是相邻帧之间的差异像素，当前帧的这些像素 数据汇总起来就是差异像素数据。将差异像素数据写入上一帧图像的相应像素位置，就可 以生成希望得到的新一帧图像。
[0037] 差异计数模块212是针对电子墨水类型移动电子设备所做的优化处理。电子墨水 屏幕的刷新方法有两种：部分区域屏幕刷新和全局屏幕刷新。全局刷新会有明显的刷新延 迟，所以不适当的频繁使用全局刷新会造成不好的用户体验。差异计数模块212会实时记 录前后帧图像之间差异像素的个数并通知屏幕显示模块22,这样在屏幕显示模块22显示 图像数据时，屏幕显示模块22会根据差异像素的个数来动态选择屏幕刷新方法，个数少采 用区域刷新，个数多采用全局刷新，以尽量减少不必要的全局刷新，优化了用户体验。区域 刷新、全局刷新的具体过程由移动电子设备自身系统实现。
[0038] 所述的数据处理模块21中还包括差异计数模块212。
[0039] 所述的步骤02还包括： 步骤021 :由差异计数模块212统计与上一帧不同的差异像素的个数。
[0040] 步骤03 :所述的图像转换模块211将上述步骤02得到的差异像素数据转换为符 合移动电子设备2显示屏图像模式的差异像素数据； 步骤03说明：在色彩表现方面，数据解析模块210解析完得到的数据如16位色，需要 经过转换才能符合移动电子设备的显示需求，可根据设备的屏幕类型不同分别进行处理。 经过处理的差异像素数据，将被覆盖到上一帧整幅图像的相应坐标，这样就完成了图像转 换模块的操作，即生成新一帧整幅图像。
[0041] 电子墨水类型移动电子设备的显示是4位色，即黑白16级灰度，那么需要从16位 色转换成4位色，步骤包括： -步骤031，从原来的16位色中计算出红绿蓝三原色信息。
[0042] -步骤033,根据红绿蓝三原色信息计算出该色彩距离白色的近似度，以此换算出 相应的灰度级别。
[0043] -步骤034,对于电子墨水类型设备，图像转换模块还实现了按用户需求定义的几 级灰度显示，例如黑白16级灰度电子墨水屏幕，用户可向下调整到8级、4级、2级灰度，以 期达到更符合用户要求的显示效果。
[0044] 步骤04 :所述的图像转换模块211将上述步骤03得到的差异像素数据写入上一 帧图像的相应像素位置，就可以生成希望得到的新一帧图像； 步骤05 :所述的屏幕显示模块22将上述步骤04所计算的图像数据输出至移动电子设 备2的显示屏； 屏幕显示模块22负责将上一模块，即数据处理模块21处理完的屏幕图像信息，持续不 断地显示在移动电子设备的显示屏上，形成一帧一帧连续的图像。屏幕显示模块使用了现 有的计算机图形技术，例如传输数据到显示屏的帧缓冲区域。
[0045] 步骤06 :重复上述步骤01至步骤05,从而实现连续显示。
[0046] 在移动电子设备2加电时，图像转换模块211需要将接收到的差异数据覆盖到上 一帧整幅图像的相应坐标，以生成新一帧整幅图像，而此时PC机1输出的是首帧图片，移动 电子设备2内无上一帧整幅图像的数据。此时，每个像素点均存在差异，因而图像转换模块 211将自动采用全部覆盖的方法来完成图像处理。
[0047] 所述的步骤05中根据步骤021的统计结果进行屏幕的区域刷新或全局刷新。
[0048] 实施例二 本实施例中，所述移动电子设备带有一个LCD显示屏。
[0049] IXD类型移动电子设备的色彩显示是32位色，那么需要从16位色转换成32位色。
[0050] 具体的步骤包括： 步骤01 :PC机1内的差异数据计算模块101将当前帧与上一帧逐个像素进行比较，出 现差异时记录当前帧在该坐标的像素信息，并将差异像素数据经差异数据压缩模块102压 缩后传输至移动电子设备2; 步骤02 :移动电子设备2通过初始化模块23进行初始化，通过所述的数据接收模块20 接收PC机1传输的差异数据，并经所述的数据解析模块210解压缩后得到差异像素数据； 步骤03 :所述的图像转换模块211将上述步骤02得到的差异像素数据转换为符合移 动电子设备2显示屏图像模式的差异像素数据； 步骤031 :从还原后的图像中计算出红绿蓝三原色信息； 步骤032 :按照32位色的要求，将红绿蓝三原色信息计算出符合32位色要求的数值。
[0051] 步骤04 :所述的图像转换模块211将上述步骤03得到的差异像素数据写入上一 帧图像的相应像素位置，就可以生成希望得到的新一帧图像； 步骤05 :所述的屏幕显示模块22将上述步骤04所计算的图像数据输出至移动电子设 备2的显示屏； 步骤06 :重复上述步骤01至步骤05,从而实现连续显示。
[0052] 移动电子设备，包括屏幕材质为LCD类型、电子墨水类型和其他类型，使用本发明 的技术方案后可以让普通计算机无需做任何硬件改动，仅通过一根USB数据线或其他数据 连接方式，就能识别移动电子设备，让移动电子设备成为计算机的另一个外部显示器，从而 扩展了移动电子设备的使用范围。
【权利要求】
1. 一种将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，包括PC机（1 )，还包括移动电子设 备（2)，其特征在于：所述的PC机（1)内设置有显示数据输出模块（10)，所述的移动电子设 备（2 )内设置有用于接收PC机数据的数据接收模块（20 )、用于处理所接收数据的数据处理 模块（21)，用于将处理后的数据显示到移动电子设备显示屏的屏幕显示模块（22);所述的 移动电子设备（2)内还设置有初始化模块（23)、退出模块（24);所述的PC机（1)与移动电 子设备（2)之间以有线或无线方式通信。
2. 如权利要求1所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，其特征在于：所述 的PC机（1)与移动电子设备（2)之间通过USB模式通信，所述的移动电子设备（2)支持USB OTG工作模式。
3. 如权利要求2所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，其特征在于：所述 的移动电子设备（2 )包括一个电子墨水显示屏。
4. 如权利要求2所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，其特征在于：所述 的显示数据输出模块（10)包括与上一帧进行比较的差异数据计算模块（101)，还包括差异 数据压缩模块（102);所述的数据处理模块（21)包括与所述差异数据压缩模块（102)匹配 的数据解析模块（210 )，还包括图像转换模块（211)。
5. 如权利要求4所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的系统，其特征在于：所述 的数据处理模块（21)中还包括差异计数模块（212)。
6. -种将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法，包括以下步骤： 步骤01 :PC机（1)内的差异数据计算模块（101)将当前帧与上一帧逐个像素进行比 较，出现差异时记录当前帧在该坐标的像素信息，并将差异像素数据经差异数据压缩模块 (102 )压缩后传输至移动电子设备（2 ); 步骤02 :移动电子设备（2)通过初始化模块（23)进行初始化，通过所述的数据接收模 块（20)接收PC机（1)传输的差异数据，并经所述的数据解析模块（210)解压缩后得到差异 像素数据； 步骤03 :所述的图像转换模块（211)将上述步骤02得到的差异像素数据转换为符合移 动电子设备（2)显示屏图像模式的差异像素数据； 步骤04 :所述的图像转换模块（211)将上述步骤03得到的差异像素数据写入上一帧图 像的相应像素位置，生成新一帧图像； 步骤05 :所述的屏幕显示模块（22)将上述步骤04所计算的图像数据输出至移动电子 设备（2)的显示屏； 步骤06 :重复上述步骤01至步骤05。
7. 如权利要求6所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法，其特征在于：所述 的步骤03包括： 步骤031 :从还原后的像素中计算出红绿蓝三原色信息； 步骤032 :按照32位色的要求，将红绿蓝三原色信息计算出符合32位色要求的数值。
8. 如权利要求6所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法，其特征在于：所述 的步骤03包括： 步骤031 :从还原后的像素中计算出红绿蓝三原色信息； 步骤033 :根据红绿蓝三原色信息计算出该色彩距离白色的近似度，以此换算为灰度 级别； 步骤034 :按照需求设定，将上述步骤033所计算的灰度级别调整为最终灰度级别。
9.如权利要求8所述的所述的将移动电子设备扩展为PC机显示器的方法，其特征在 于： 所述的步骤02还包括： 步骤021 :由差异计数模块（212)统计与上一帧不同的差异像素的个数； 所述的步骤05中根据步骤021的统计结果进行屏幕的区域刷新或全局刷新。
【文档编号】G06F3/14GK104156191SQ201410416686
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】沈炜 申请人:沈炜