DE3411684C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Bildverarbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Fig. 1 zeigt eine derartige Bildverarbeitungseinrichtung
nach dem Stand der Technik. Bei dieser
Bildverarbeitungseinrichtung gibt ein Bildleser 1 synchron
mit einer Frequenz f ω Bilddaten ab, die um einen Faktor 0
bis 2 vergrößert oder verkleinert werden können. Ein
Taktgenerator 2 erzeugt ein Taktsignal mit der Frequenz f ω
und ein Taktsignal mit einer Frequenz 2f ω, welches zum
Vergrößern der Bilddaten um einen Faktor bis zu "2"
verwendet wird.
Das Taktsignal mit der Frequenz 2f ω wird einer
Taktänderungsschaltung 3 zugeführt, die die Frequenz des
Taktsignals entsprechend einem Vergrößerungsfaktor-
Steuersignal SA mit einem Faktor M( 0 M 1) multipliziert,
um ein Schreibtaktsignal zu erzeugen, das zum Einschreiben
der Bilddaten in einen Speicher 4 verwendet wird. Die
eingeschriebenen Bilddaten werden aus dem Speicher 4
synchron mit einem Taktsignal ausgelesen, das eine Frequenz
f R hat und von einem Taktgenerator 5 erzeugt wird.
In der in Fig. 1 gezeigten Schaltung werden die Bilddaten
zum Vergrößern des Bilds mit einem Schreibtaktsignal
eingeschrieben, das eine Frequenz hat, die höher als f ω
ist, nämlich M × 2f ω beträgt (0,5 ≦ M ≦ 1), so daß die
Bilddaten interpoliert werden.
Andererseits werden zum Verkleinern des Bilds die Bilddaten
in den Speicher 4 unter Einsatz eines Schreibtaktsignals
mit einer Frequenz M × 2f ω (0 ≦ M < 0,5) eingeschrieben, die
niedriger als die Frequenz f ω ist, so daß die Bilddaten
verschachtelt werden. Wenn die Frequenz des
Schreibtaktsignals gleich f ω ist, werden die Bilddaten für
den Maßstab 1 : 1 erzeugt.
Bei dieser Bildverarbeitungseinrichtung ist folglich zum
Vergrößern des Bildes um den Faktor "2" ein Taktsignal mit
der Frequenz 2f ω erforderlich. Infolgedessen müssen die
Taktänderungsschaltung 3, die beispielsweise durch einen
Verhältnis-Multiplizierer oder Frequenzteiler gebildet sein
kann, und der Speicher 4 (wie z. B. ein schneller statischer
Schreib/Lesespeicher) im Bereich hoher Frequenzen arbeiten
können, wobei Probleme hinsichtlich eines stabilen
Arbeitens der Schaltung auftreten können.
Wenn die Frequenz f ω 10 MHz ist und ein Vergrößerungsfaktor
"10" gefordert wird, müssen die Taktänderungsschaltung 3
und der Speicher 4 mittels eines Schreibtaktsignals mit
einer Frequenz bis zu 10f ω = 100 MHz arbeiten. Dies ist
schwierig zu realisieren.
Da ferner bei der Vergrößerung die Daten interpoliert
werden, muß der Speicher eine Kapazität haben, die gleich
der mit dem Vergrößerungsfaktor (<1) multiplizierten
Bilddatenmenge ist. Daher muß bei einer Anzahl von 4096
Bits für eine Zeile der Bilddaten der Speicher 4 eine
Kapazität von 4096 × 2 = 8192 Bit je Zeile haben, um die
Bilddaten in der Hauptabtastrichtung um den Faktor "2"
vergrößern zu können. Gegebenenfalls sind dann zwei
Schreib/Lesespeicher erforderlich. Dadurch werden die
Kosten gesteigert.
Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende
Bildverarbeitungseinrichtung ist aus der DE 29 26 642 A1
bekannt. Diese Bildverarbeitungseinrichtung weist eine
Bilddaten-Generatoreinrichtung zum Erzeugen von Bilddaten,
eine Speichereinrichtung zum Speichern dieser Bilddaten
sowie Taktsignal-Generatoreinrichtungen zum Erzeugen eines
Lesetaktsignals, eines Schreibtaktsignals, eines
Übertragungstaktsignals sowie eines Ausgabetaktsignals auf.
Entsprechend diesen Taktsignalen werden die Bilddaten in
den Speicher geschrieben bzw. aus diesem ausgelesen und zur
Aufzeichnung weitergegeben. Um eine Bildverkleinerung zu
erreichen, wird die Frequenz des Lesetaktsignals gegenüber
der normalen Taktfrequenz erhöht.
Gemäß der DE 31 16 223 A1 wird zur Maßstabsänderung die
Abtastfrequenz zur Erzeugung von Vorlagenbildsignalen
entsprechend dem Maßstabsfaktor variiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Bildverarbeitungseinrichtung zu schaffen, bei der sowohl
Vergrößerungen als auch Verkleinerungen einfach und sicher
realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Erfindungsgemäß wird also bei einer Bildverkleinerung die
Frequenz des Schreibtaktsignals in Übereinstimmung mit
einem Maßstabsfaktor verringert, während bei einer
Bildvergrößerung die Frequenz des Lesetaktsignals in
Übereinstimmung mit dem Maßstabsfaktor verringert wird.
Sowohl die Verkleinerung als auch die Vergrößerung des
Bildes erfolgt somit durch Verringerung von Taktsi
gnalfrequenzen. Folglich ist in keinem Fall eine
Frequenzerhöhung der Taktsignale erforderlich, so daß eine
dazu notwendige, verhältnismäßig aufwendige Schaltung
entfallen kann. Eine Frequenzverringerung ist leichter und
zudem mit größerer Stabilität durchführbar. Zudem ist auch
keine erhöhte Speicherkapazität erforderlich, wie sie im
Falle einer Frequenzerhöhung der Schreibtaktsignale nötig
wäre. Somit sind sowohl Vergrößerungen als auch Ver
kleinerungen des Bildes einfach und zuverlässig erreichbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu
tert. Es zeigt
Fig. 1 eine Bildverarbeitungseinrichtung mit Ver
größerungs/Verkleinerungsfunktion nach dem Stand
der Technik,
Fig. 2 eine Außenansicht eines Kopiergeräts, bei dem
die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung
anwendbar ist,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Lese/Druckgeräts,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der
Erfindung, und
Fig. 5 eine Bildverarbeitungseinrichtung mit einer
Ditherverarbeitungsschaltung.
Fig. 2 zeigt eine Außenansicht eines Kopiergeräts, bei
dem die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung an
wendbar ist. Das Kopiergerät weist zwei Haupteinheiten
auf, nämlich einen Leser A und einen Drucker B. Der
Leser und der Drucker sind mechanisch und funktionell
getrennt, so daß sie getrennt und einzeln für sich ein
gesetzt werden können, und miteinander über elek
trische Kabel verbunden. Der Leser B weist ein Bedienungs
feld auf, über das ein Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor
und eine Kopienanzahl gewählt werden.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Lesers A und des
Druckers B. Ein Vorlagenblatt wird mit der Bildseite nach
unten auf eine Vorlagenauflage-Glasplatte 33 aufgelegt.
Als Bezugsauflegestellung dient die linke Innenseite, von
vorne gesehen. Das Vorlagenblatt wird mittels einer Vor
lagenabdeckung 34 an die Glasplatte 33 angedrückt. Das
Vorlagenblatt wird mittels einer Fluoreszenzlampe 32
beleuchtet, während das von der Vorlage reflektierte
Licht über Spiegel 35 und 37 und ein Objektiv 36 auf
der Ebene einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) 31
fokussiert wird. Die Spiegel 37 und 35 werden unter
einem Geschwindigkeitsverhältnis von 2 : 1 bewegt. Eine
optische Einheit, die die Lichtquelle bzw. Lampe 32 und
die Spiegel 35 und 37 enthält, wird mittels eines Phasen
regelkreises (PLL) durch einen Gleichstrom-Servomotor
mit konstanter Geschwindigkeit von links nach rechts be
wegt, um eine Unterabtastung der Vorlage auszuführen.
Eine Hauptabtastrichtung steht senkrecht zu der Unterab
tastrichtung. Bei diesem Gerät erfolgt die Hauptabtastung
der Vorlage auf elektrische Weise mittels eines Ladungs
kopplungs-Zeilensensors.
Es wird nun der gemäß Fig. 3 unterhalb des Lesers A ange
ordnete Drucker B beschrieben. Ein in dem Leser erzeugtes
bitserielles Bildsignal wird synchron mit einem Ausgabe
taktsignal zu dem Drucker übertragen und einer optischen
Laserabtasteinheit 25 zugeführt, die eine Lasertreiber
stufe, einen Halbleiterlaser, eine Kollimatorlinse, einen
umlaufenden Polygonalspiegel, eine f-R-Linse, ein op
tisches Korrektursystem usw. aufweist. Das Bildsignal
wird der Lasertreiberstufe der optischen Laserabtastein
heit 25 zugeführt. Die Lasertreiberstufe steuert den
Halbleiterlaser entsprechend dem Bildsignal an, so daß das abgegebene Licht
entsprechend den Bildsignalen "0" und "1" moduliert
ist. Das modulierte Licht wird in der optischen Laser
abtasteinheit 25 auf den umlaufenden Polygonalspiegel
gerichtet, wobei durch das Umlaufen des Spiegels die
Hauptabtastung herbeigeführt wird. Das abgegebene Ab
tastlicht wird über die f-R-Linse und das optische
Korrektursystem der Laserabtasteinheit 25 derart auf
einen Umlenkspiegel 24 gerichtet, daß durch den Umlenk
spiegel 24 eine bestimmte Stelle an einer photoempfind
lichen Trommel 8 bestrahlt wird, um die Hauptabtastung
einer photoempfindlichen Fläche herbeizuführen.
Die photoempfindliche Trommel 8 wird mit konstanter
Geschwindigkeit in Pfeilrichtung gedreht, so daß auf
der photoempfindlichen Fläche ein Bild in der Unterab
tastrichtung erzeugt wird.
Die photoempfindliche Trommel 8 kann drei Schichten auf
weisen, nämlich eine leitende Schicht, eine photoleit
fähige Schicht und eine Isolierschicht. An der Trommel 8
sind Reproduktions-Baueinheiten zur Bilderzeugung ange
ordnet, nämlich ein Vorentlader 9, eine Vorbelichtungs
lampe 10, ein Primärlader 11, ein Sekundärlader 12,
eine Totalbelichtungslampe 13, eine Entwicklungseinheit
14, eine Papierkassette 15, eine Papierzuführwalze 16,
eine Papierzuführführung 17, eine Registrierwalze 18,
ein Übertragungslader 19, eine Ablösewalze 20, eine
Förderführung 21, eine Fixiereinheit 22 und ein Ablage
tisch 23.
Die bestrahlten Stellen tragen die Bildelement-Informa
tion "schwarz" und werden durch die um die photoempfind
liche Trommel 8 herum angeordneten Hochspannungs-Lader 9,
11 und 12 zu einem Ladungsbild geformt sowie dann durch
die Entwicklungseinheit 14 durch Toner zu einem sichtbaren Bild entwickelt.
Wenn in der Papierkassette 15 Kopierpapier enthalten ist,
wird das Kopierpapier durch die Papierzuführwalze 16 über
die Papierzuführführung 17 in die Nähe der photoempfind
lichen Trommel 8 befördert, wonach es unter die photo
empfindliche Trommel 8 gelangt, sobald eine Kupplung
für die Registrierwalze 18 betätigt wird. Durch eine an
den Übertragungslader 19 angelegte Übertragungshochspan
nung wird das durch den Toner sichtbar gemachte Bild
auf das Kopierpapier übertragen, wonach das Kopierpapier
mit dem darauf übertragenen Tonerbild durch die Ablöse
walze 20 zu der Förderführung 21 befördert wird. Auf
diese Weise wird das Bildsignal von dem Vorlagenblatt
auf das Kopierpapier übertragen. Da bei diesem Zustand
der Toner lediglich auf dem Kopierpapier abgelagert ist,
wird das Kopierpapier von der Förderführung 21 zu der
Fixiereinheit 22 befördert, die das Tonerbild durch hohe
Temperatur und hohen Druck fixiert, um ein bestän
diges Bild zu erzeugen. Danach wird das Kopierpapier auf
den Ablagetisch 23 ausgestoßen.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Bildverarbeitungseinrichtung, die in dem Leser A
enthalten sein kann. In Fig. 4 entsprechen ein Bild
leser 81, ein Taktgenerator 82, ein Speicher 84 und ein
Taktgenerator 85 jeweils dem Bildleser 1, dem Taktgene
rator 2, dem Speicher 4 bzw. dem Taktgenerator 5 nach
Fig. 1, wobei der Bildleser 81 die Ladungskopplungsvor
richtung 31 enthält.
Unterschiede zwischen den Einrichtungen gemäß den Fig.
4 und 1 bestehen darin, daß der Taktgenerator 85 nur
ein Taktsignal mit der Frequenz f l abgibt, während die
veränderbare Taktschaltung bzw. Taktänderungsschaltung 3
in veränderbare Taktschaltungen bzw. Taktänderungsschal
tungen 80 und 86 aufgeteilt ist.
Die Taktänderungsschaltung (Schreibtaktsignal-Generatoreinrichtung) 80 ändert entsprechend einem
Vergrößerungs/Verkleinerungs-Steuersignal SB die Frequenz
f ω um einen Faktor X (0 ≦ X ≦ 1), während die Taktände
rungsschaltung (Lesetaktsignal-Generatoreinrichtung) 86 entsprechend einem Vergrößerungs/Ver
kleinerungs-Steuersignal SC die Frequenz f R um einen
Faktor Y ändert (0 ≦ Y ≦ 1). Wenn X = 1 und Y = 1 gilt,
wird das Bild in dem Maßstab 1 : 1 reproduziert. Da die
höchsten Frequenzen der von den Taktänderungsschaltungen
80 und 86 abgegebenen Taktsignale jeweils f ω bzw. f R
sind, ist ein stabiler Betrieb der Schaltung gewähr
leistet.
Wenn das Bild verkleinert werden soll, wird der Faktor
Y auf "1" gestellt und nur der Faktor X verändert. Das
heißt, die Frequenz Xf l zum Abrufen der Bilddaten wird
kleiner als die Frequenz f ω des Bilddaten-Übertragungs
taktsignals gewählt, um zum Verkleinern des Bilds die
Bilddaten zu verschachteln. Da die verschachtelten Bild
daten in dem Speicher 84 eingeschrieben werden, werden
sie durch das Taktsignal mit der Frequenz f R ausgelesen,
so daß das Bild um den Faktor X verkleinert wird.
Wenn das Bild vergrößert werden soll, wird der Faktor X
auf "1" eingestellt und nur der Faktor Y verändert. Die
Bilddaten werden aus dem Speicher 84 synchron mit dem
Taktsignal mit der Frequenz Yf R ausgelesen und mittels
eines Ausgabetaktsignals mit der Frequenz f R abgefragt,
so daß die Bilddaten interpoliert werden. Infolgedessen
werden die Bilddaten vergrößert. Der Vergrößerungsfaktor
ist gleich 1/ Y .
Bei der vorstehend beschriebenen Vergrößerung und Ver
kleinerung ist zwar zur Vereinfachung der Erläuterung
angenommen, daß einer der Faktoren X und Y auf "1" fest
gelegt und der andere Faktor verändert wird, jedoch
können auch beide Faktoren X und Y gleichzeitig verändert
werden. In letzterem Fall ist der Vergrößerungsfaktor
durch X / Y gegeben.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Über
tragungstaktfrequenz f ω und die Lesetaktfrequenz f R von
einander verschieden, da die Übertragungsgeschwindigkeit
der Eingabebilddaten aus der Ladungskopplungsvorrichtung
und die Abtastgeschwindigkeit in der Hauptabtastrichtung
des Druckers voneinander verschieden sind. Falls die
Übertragungsgeschwindigkeit der Eingabebilddaten und die
Abtastgeschwindigkeit des Druckers gleich sind, kann
die gleiche Taktfrequenz verwendet werden.
Nachstehend wird die Vergrößerung bzw. Verkleinerung in
der Unterabtastrichtung erläutert. Da bei dem beschrie
benen Ausführungsbeispiel die Umlaufgeschwindigkeit der
photoempfindlichen Trommel 8 des Druckers B konstant ist,
ist die Vergrößerung bzw. Verkleinerung in der Unterab
tastrichtung auf einfache Weise dadurch erzielbar, daß
die Abtastgeschwindigkeit in der Unterabtastrichtung der
optischen Einheit des Lesers A umgeschaltet wird. Durch
Verringerung der Abtastgeschwindigkeit der optischen Ein
heit wird das reproduzierte Bild in der Unterabtastrich
tung vergrößert, während durch Steigerung der Abtastge
schwindigkeit der optischen Einheit das reproduzierte
Bild in der Unterabtastrichtung verkleinert wird. Durch
voneinander unabhängiges Einstellen des Vergrößerungs/
Verkleinerungsfaktors für die Hauptabtastrichtung und
des Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktors in der Unterab
tastrichtung können die Längsabmessungen und die Quer
abmessungen des Vorlagenbilds unabhängig voneinander
vergrößert oder verkleinert werden.
Die Steuersignale SB und SC können durch einen Mikro
computer entsprechend einem bestimmten Vergrößerungs/
Verkleinerungsfaktor oder mittels eines Schalters erzeugt
werden, der mit einem Wählhebel oder einer Wähltaste für
die Vergrößerung bzw. Verkleinerung gekoppelt ist. Die
Steuersignale SB und SC können auch durch das Vorlagen
blattformat und/oder das Kopierblattformat festgelegt
werden.
Der Speicher 84 kann ein Seitenspeicher sein oder eine
Kapazität für zwei Zeilen in der Hauptabtastrichtung
haben, falls das Gerät das Bild in Echtzeit reproduziert.
Durch die Verarbeitung der vergrößerten oder verkleinerten
Bilddaten nach dem Ditherverfahren mittels einer Dither
verarbeitungsschaltung 40 gemäß Fig. 5 kann das Bild
vergrößert oder verkleinert werden, ohne daß das Dither
muster zerstört wird. In diesem Fall ist das Ausgabetakt
signal ein Zeitsteuersignal für die Ditherverarbeitung.
Dem Drucker werden nach der Ditherverarbeitung Bilddaten
"1" und "0" zugeführt.
Die eingegebenen Bilddaten müssen nicht Daten aus dem
Leser sein, sondern können auch Bilddaten sein, die aus
einer elektronischen Datei, einem Faksimilegerät oder
dergleichen übertragen werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann mit der erfin
dungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung das Bild mit
einem einfachen Aufbau ohne Verwendung eines Hochfrequenz-
Taktsignals vergrößert werden.
Da die Bilddaten dann vergrößert werden, wenn sie aus dem
Speicher ausgelesen werden, kann die Kapazität des Spei
chers klein sein.
Da bei X = 1 der Vergrößerungsfaktor durch 1/ Y gegeben ist,
ergibt sich keine Einschränkung durch den Arbeitstakt
usw., so daß eine Vergrößerung in einem weiten Bereich
erzielbar ist.
Die Erfindung ergibt somit eine preiswerte Bildverar
beitungseinrichtung mit Vergrößerungs/Verkleinerungs
funktion.
Die Bildverarbeitungseinrichtung weist somit einen Bildleser
für die Eingabe von Bilddaten, einen Speicher zum Spei
chern der Bilddaten, einen Lesetaktgenerator zum Erzeu
gen eines Lesetaktsignals für das Auslesen der Bilddaten
aus dem Speicher und einen Schreibtaktgenerator zum
Erzeugen eines Schreibtaktsignals für das Einschreiben
der Bilddaten in den Speicher auf. Die Frequen
zen der jeweiligen Taktsignale des Lesetaktge
nerators und des Schreibtaktgenerators sind
entsprechend dem
Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor veränderbar.
Claims (6)
1. Bildverarbeitungseinrichtung mit einer Bilddaten-
Erzeugungseinrichtung, die Bilddaten liefert, einer
Speichereinrichtung zum Speichern der Bilddaten, einer
Übertragungstaktsignal-Generatoreinrichtung zum Erzeugen
eines Übertragungstaktsignals konstanter Frequenz, wobei
die Bilddaten von der Erzeugungseinrichtung zur
Speichereinrichtung in einer mit dem Übertragungstaktsignal
in Übereinstimmung stehenden Rate übertragbar sind, einer
Schreibtaktsignal-Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines
Schreibtaktsignals, wobei die Bilddaten in einer mit dem
Schreibtaktsignal in Einklang stehenden Rate in den
Speicher schreibbar sind, einer Lesetaktsignal-
Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines Lesetaktsignals,
wobei die in der Speichereinrichtung gespeicherten Bildda
ten in einer mit dem Lesetaktsignal in Einklang stehenden
Rate aus dem Speicher auslesbar sind, und einer
Ausgabetaktsignal-Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines
Ausgabetaktsignals, wobei die aus der Speichereinrichtung
ausgelesenen Bilddaten in einer mit dem Ausgabetaktsignal
in Einklang stehenden Rate abtastbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schreibtaktsignal-Generatorein
richtung (80) derart arbeitet, daß die Frequenz des
Schreibtaktsignals (Xf ω), die maximal der Frequenz des
Übertragungstaktsignals entspricht, in Übereinstimmung mit
einem Maßstabsfaktor (X) verringert wird, wenn eine
Bildverkleinerung erfolgt, und daß die Lesetaktsignal-
Generatoreinrichtung (86) derart arbeitet, daß die Frequenz
des Lesetaktsignals, die maximal der Frequenz des Ausga
betaktsignals entspricht, in Übereinstimmung mit dem
Maßstabsfaktor (1/ Y ) verringert wird, um eine
Bildvergrößerung zu bewirken.
2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Frequenz des Lesetaktsignals immer
gleich der Frequenz des Ausgabetaktsignals ist, wenn eine
Bildverkleinerung durchgeführt wird.
3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Frequenz des
Lesetaktsignals (YfR) zur Frequenz des Ausgabetaktsignals
konstant ist, wenn eine Bildverkleinerung erfolgt, und daß
das Verhältnis der Frequenz des Schreibtaktsignals zu der
Frequenz des Übertragungstaktsignals konstant ist, wenn
eine Bildvergrößerung erfolgt.
4. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des
Ausgabetaktsignals konstant ist.
5. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frequenz des Schreibtaktsignals immer gleich der Frequenz
des Übertragungstaktsignals ist, wenn eine Bildvergrößerung
erfolgt.
6. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frequenzen des Schreibtaktsignals, des
Übertragungstaktsignals, des Lesetaktsignals und des
Ausgabetaktsignals gleich sind, wenn eine 1 : 1-Wiedergabe
erfolgt.
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