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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf digitale Drucker und insbesondere auf
ein Verfahren zum Betreiben eines digitalen Druckers, um ein gedrucktes
Bild auf einem Druckmedium zu erzeugen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Digitale
Drucker sind in der Lage, Vollfarbbilder mit hoher Qualität und Präzision zu
erzeugen. Derartige Drucker werden durch ein Druckertreiberprogramm
gesteuert, das eine Schnittstelle zwischen einem auf einem Hostprozessor
laufenden Anwendungsprogramm und dem Drucker liefert.
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Manche
durch Drucker erzeugte Bilder umfassen Muster. Ein Muster kann man
sich als einen Hintergrund oder eine Ausfüllung vorstellen. Ein Muster
wird üblicherweise
auf ein sogenanntes Objekt oder eine sogenannte Quelle angewendet,
das bzw. die als Teil eines gedruckten Bildes auf einem Druckmedium
erscheint.
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Bei
einem Drucker werden Muster bzw. Strukturen durch eine Speicherbitabbildung
definiert, die Daten speichert, die den „Ein"- oder „Aus"-Zustand einer Mehrzahl von Pixeln,
die ein Muster bilden, definieren. In der Vergangenheit musste eine Speicherbitabbildung,
die ein Muster definierte, über eine
Breite, die der Breite einer zu druckenden Seite zugeordnet war,
vorab repliziert werden. Der Grund dafür liegt darin, dass die Position
einer zu musternden Quelle oder eines zu musternden Objekts nicht bekannt
war. Damit also ein Muster bzw. eine Struktur an der richtigen Stelle
innerhalb eines Objekts erschien, musste die gesamte Speicherbitabbildung, die
diesem Muster bzw. dieser Struk tur entsprach, die gesamte physische
Seite der Breite nach überspannen
und vertikal ein Minimum der Höhe
eines Feldes bzw. einer Fliese der Struktur überspannen. Wenn ein Muster
beispielsweise einen halben Zoll hoch war, mussten für einen
600dpi-Drucker (dpi = dot per inch = Punkte pro Zoll) etwa 300 Zeilen über die
Seite hinweg repliziert werden, wobei jede Zeile eine Breite von
etwa 6.000 Pixeln aufwies. Für
einen 1.200dpi-Drucker waren die Speicheranforderungen zum Vorabreplizieren
einer Bitabbildung sogar noch größer. Diese
vorab replizierte Bitabbildung wird auch als vorab gefliestes Muster
bezeichnet. Es muss wohl nicht extra erwähnt werden, dass das Vorabreplizieren
einer Speicherbitabbildung, die einem Muster entspricht, viel Speicher
erfordert. Als weiteres Beispiel musste eine Speicherbitabbildung
für ein 48
Pixel breites und 48 Pixel hohes Muster von 288 Bytes auf etwa das
Dreizehnfache bzw. 4K erweitert werden. Desgleichen musste ein Muster,
das einen Zoll im Quadrat aufwies, von 45K auf etwa 370K erweitert
werden.
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Diese
Erfindung entstand aus einem Erfordernis, die Art und Weise, auf
die digitale Drucker gedruckte gemusterte bzw. strukturierte Bilder
erzeugen, zu verbessern und den mit der Herstellung derartiger gemusterter
Bilder verbundenen Speicherverbrauch zu verringern.
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Die
JP-A-8072317 bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines digitalen
Druckers zum Erzeugen eines gedruckten Bildes, bei dem eine Seite in
eine Mehrzahl feststehender Regionen in Form von parallelen Bändern unterteilt
wird. Die Bänder werden
so ausgewählt
und geordnet, dass sie der Erzeugung von gerasterten Daten zur Ausgabe
an eine Druckvorrichtung entsprechen.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Aufgabe, ein Verfahren zum
Betreiben eines digitalen Druckers bereitzustellen, bei dem der
Abschnitt des Musters, der tatsächlich
benötigt
wird, bereitgestellt wird und bei dem das Erfor dernis, das gesamte
Muster über
die Breite der Seite vorab zu replizieren, beseitigt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein grobes Blockdiagramm eines Druckers, der angepasst ist, um die
Erfindung auszuführen.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Art und Weise, das erfundene Verfahren
auszuführen, veranschaulicht.
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3 ist
ein grobes Flussdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren zum Implementieren
der Erfindung veranschaulicht.
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4 ist
ein Diagramm, das ein Pixel-um-Pixel-Kopiermodell veranschaulicht, das verwendet wird,
um das Konzept zu veranschaulichen, anhand dessen ein bevorzugtes
32Bit-Wort-Kopiermodell arbeitet.
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5 veranschaulicht
diverse Definitionselemente, die beim Implementieren des 32Bit-Wort-Kopiermodells
verwendet werden.
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6 ist
ein grobes Flussdiagramm, das das 32Bit-Wort-Kopiermodell veranschaulicht.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine variable Einrichtungsprozedur darlegt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das die sogenannten s-d-Fälle
darlegt.
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9 ist
ein Flussdiagramm, das einen sogenannten Gleichmäßige-Breite-Übertrag-Fall
darlegt.
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10 ist
ein Flussdiagramm, das einen sogenannten Nicht-Übertragsverarbeitungsfall darlegt.
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11 ist
ein Flussdiagramm, das einen sogenannten Übertragsverarbeitungsfall darlegt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Offenbarung der Erfindung wird zur Unterstützung der verfassungsmäßigen Zwecke
der U.S.-Patentgesetze „zur
Förderung
des Fortschritts der Wissenschaft und nützlicher Fachgebiete" vorgelegt. U.S.-Verfassung,
Artikel 1, Absatz 8.
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DRUCKERSYSTEM
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In
der 1 umfasst ein digitaler Drucker 10 einen
Prozessor 12, eine Druckmaschine 14 und ein Eingangs-/Ausgangstor (I-/O-Tor) 16,
die alle durch einen Bus 18 verbunden sind. Die Druckmaschine 14 umfasst
einen Laserdrucker, der im Betrieb bei einer konstanten Geschwindigkeit
läuft und
bei einer Geschwindigkeit, die mit seinem Betrieb Schritt hält, mit Videorasterdruckdaten
versorgt werden muss.
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Ein
Direktzugriffsspeicher (RAM) 20 und ein Nur-Lese-Speicher (ROM) 22 sind
ebenfalls mit dem Bus 18 verbunden und enthalten Prozeduren
und andere notwendige Daten zum Betreiben des Druckers und insbesondere
der Druckmaschine 14. Der Betrieb des Druckers 10 wird
in meiner U.S.-Patentschrift
Nr. 5,479,587, deren Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich in
das vorliegende Dokument aufgenommen ist, ausführlicher dargelegt.
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Die
vorliegende Erfindung verringert den Verbrauch an Druckerspeicher,
der mit dem Drucken eines gemusterten Bildes verbunden ist, indem
sie bestimmt, wo eine bestimmte Struktur bzw. ein bestimmtes Muster
erscheinen muss, den richtigen Umfang der benötigten Struktur erzeugt und
anschließend
diese Struktur an einer gewünschten
Stelle auf ein Druckmedium wie z.B. Papier druckt, die gemäß einer
Festlegung seitens des Benutzers an der Seite verankert ist. Der
soeben verwendete Begriff „Anker" bedeutet einen benutzerdefinierten
Startpunkt. Das heißt,
dass diese Erfindung insofern ein zusätzliches Maß an Flexibilität liefert,
als (ein) bestimmtes) Muster sozusagen irgendwo auf einer Seite,
je nach einer Festlegung seitens des Benutzers, verankert oder angebracht
werden könnte.
Folglich werden lediglich benötigte
Abschnitte einer Struktur erzeugt und auf dem Druckmedium wiedergegeben.
Dadurch wird das Erfordernis, ein Muster über die gesamte Seite vorab
zu replizieren, wie dies in der Vergangenheit geschah, voll-ständig eliminiert,
es sei denn, die elementare Musterfeldbreite deckt die gesamte Seite ab.
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2 zeigt
ein einfaches Blockdiagramm, das eine Art und Weise, auf die der
oben genannte Vorteil erzielt wird, veranschaulicht. Im Einzelnen empfängt der
Bildprozessor 12 drei Eingaben, eine Quelle 24,
ein Muster 26 und ein altes Ziel 28. Die Quelle 24 ist
eine Abstraktion, die Grenzpunkte für ein Objekt liefert, das als
gedrucktes Bild auf einem Druckmedium erscheinen soll. Die Quelle
definiert einen sogenannten Ausfüllbereich,
der mit einem Abschnitt eines Überlagerungsmusters
ausgefüllt
werden soll. Das Muster 26 stellt zumindest einen Abschnitt
einer Überlagerungsmuster-Bitabbildung
dar, die ein Überlagerungsmuster
definiert. Die Überlagerungsmuster-Bitabbildung
kann in dem Speicher des Druckers vorliegen und ist in der Lage,
zum Erzeugen eines gedruckten gemusterten Bildes gelesen zu werden,
was nachfolgend ausführlicher
erörtert
wird. Das alte Ziel 28 stellt einen sogenannten Streifen
dar, der durch den Drucker erzeugt wird und dem Drucker beim Drucken
eines gedruckten Bildes behilflich ist. Ein Ziel oder Streifen definiert
einen Puffer zum Halten einer Mehrzahl von Bits, die verwendet werden, um
einen Laser zu modulieren, um dunkle oder helle Bereiche auf einer
gedruckten Seite zu erzeugen, wie Fachleuten einleuchten wird. Der
Prozessor 12 bearbeitet die Quelle 24, das Muster 26 und
das alte Ziel 28, um ein neues Ziel 30 als Ausgabe
zu definieren. Das neue Ziel 30 ist ein Ausgabepuffer,
der Daten speichert, die durch den Drucker zum Erzeugen eines Abschnitts
eines gedruckten Bildes auf dem Druckmedium verwendet werden. Man
wird verstehen, dass die oben erwähnten Eingaben lediglich dem
Zweck der Veranschaulichung der Erfindung dienen und die Erfindung
in keinster Weise einschränken
sollen. Wie Fachleute verstehen werden, veranschaulicht das Obige
z.B. eine Rasteroperation, die aufgrund der Verwendung der drei
Eingaben als ROP3 bekannt ist. Es gibt jedoch andere Rasteroperationen,
die andere Anzahlen von Eingaben verwenden. Die Verwendung solcher
anderer Rasteroperationen in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
ist in der Wesensart und dem Schutzumfang der Erfindung enthalten.
Durch Erweiterung dieser monochromen Verfahren kann ein Farbdrucken
bewerkstelligt werden.
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3 zeigt
ein grobes Blockdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren zum Implementieren
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei Schritt 32 umfasst
das Verfahren ein Definieren zumindest eines Ausfüllbereichs,
der mit zumindest einem Abschnitt eines Überlagerungsmusters gedruckt
werden soll. Der Ausfüllbereich
entspricht der Quelle 24 der 2, wie sie
oben erörtert
wurde. Ein Ausfüllbereich
kann jegliche Gestalt aufweisen, wenn er als Teil eines gedruckten
Bildes auf einem Druckmedium erscheint. Derartige Gestalten können Ovale,
Ellipsen, Dreiecke, Quadrate, Rechtecke oder jegliche andere geeignete
Gestalt umfassen, die durch einen Satz von Vektoren beschrieben
wird, der den Ausfüllbereich
zu Zwecken des Druckerbetriebs angemessen definieren kann. Der vorliegende
typische Ausfüllbereich wird
durch einen Satz eines oder mehrerer Vektoren, die einen eingeschlossenen
Bereich bilden, definiert. Komplexe Gestalten mit Innenlöchern, z.B.
Donut-Gestalten, werden zuerst zu elementaren geometrischen Gestalten
ohne Innenlöcher
zerlegt. Man wird jedoch verstehen, dass derartige geschlossene
Gestalten die Erfindung in keinster Weise einschränken sollen
und dass andere, nicht-geschlossene Gestalten, die andere Quellen
definieren, in der Wesensart und dem Schutzumfang der Erfindung enthalten
sind. Das Überlagerungsmuster
wird durch eine Überlagerungsmuster-Bitabbildung definiert,
die in einer Speicherstelle, z.B. dem RAM 20 oder ROM 22,
in dem Drucker 10 gespeichert oder festgehalten ist.
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Als
nächstes
wird bei Schritt 34 ein Abschnitt der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
aus dem Speicher gelesen. Vorzugsweise ist der Abschnitt der Überlagerungsmuster-Bitabbildung, der
gelesen wird, eine einzelne Zeile aus der Bitabbildung oder zumindest
ein Abschnitt einer einzelnen Zeile. Wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird, umfasst der Abschnitt einer Zeile, der aus der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
gelesen wird, zu Effizienzzwecken ein Mehrbitwort, das vorzugsweise
ein 32Bit-Wort ist. Bei Schritt 36 sind zumindest ein Grenzpunkt
und vorzugsweise zwei Grenzpunkte vorgesehen, die einen Ausfüllbereich-Teilsatz definieren.
Ein Ausfüllbereich-Teilsatz
dient dazu, einen Abschnitt eines Ausfüllbereichs (der eine horizontale Zeile
sein könnte
und vorzugsweise ist) auszufüllen, und
definiert einen Abschnitt eines gedruckten Bildes, das darin erscheint.
Als nächstes
wird der Abschnitt der Überlagerungsmuster-Bitabbildung,
der aus dem Speicher gelesen wurde, auf den Ausfüllbereich-Teilsatz aufgebracht.
Bei Schritt 40 wird der Ausfüllbereich-Teilsatz, der den aufgebrachten Abschnitt
der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
enthält,
an einen Ausgabepuffer geschrieben, der oben auch als neuer Zielort 30 bezeichnet
wird, der Daten speichert, die zumindest einen Abschnitt des gedruckten
Bildes definieren. Schließlich
wird bei Schritt 42 der Inhalt des durch Schritt 40 definierten Ausgabepuffers
transferiert, um ein Drucken eines gedruckten Bildes zu bewirken.
Man wird verstehen, dass der Schritt des Transferierens des Inhalts
des Ausgabepuffers umfasst, dass der Ausgabepuffer als Mustereingabe
in den Bildprozessor oder ROP, um ein Drucken zu bewirken, verwendet
wird. Das Verfahren der Schritte 32 bis 42 wird
für andere
nachfolgende Zeilen in der Quelle wiederholt, bis der gesamte Quellenbereich
gemalt oder mit einem Muster gefüllt
ist.
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PIXEL-UM-PIXEL-KOPIERMODELL
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4 veranschaulicht
eine Implementierung des in 3 gezeigten
Verfahrens auf einer Pixel-um-Pixel-Basis. Man wird verstehen, dass 4 und
die folgende Erläuterung
des Pixel-um-Pixel-Kopiermodells dargelegt sind, um das Verständnis des nachfolgend
erläuterten
32Bit-Wort-Kopiermodells zu
fördern.
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4 zeigt
eine Überlagerungsmuster-Bitabbildung 44.
Die Bitabbildung 44 weist eine Höhe (height) h und eine Breite
(width) w auf. Die Bitabbildung 44 definiert ein Überlagerungsmuster,
das beim Drucken eines gedruckten Bildes auf ein Druckmedium verwendet
wird. Eine Quelle oder ein Objekt 46 ist gezeigt und definiert
einen Ausfüllbereich 48,
der auf eine durch die Druckersteuerungssprache angeleitete Weise
mit einem Abschnitt des Überlagerungsmusters
gedruckt werden soll. Wie oben erörtert wurde, ist die Quelle 46 eine
Abstraktion, die Grenzpunkte liefert, die die Anfangs- und Endpunkte zum
Erstellen eines Musters definieren. Eine Ausgangszeile 50, die
eine volle Seitenbreite aufweist, wird bereitgestellt und schneidet
die Quelle 46 an zwei Punkten 52, 54.
Die Quelle 46 und die Ausgangszeile 50 definieren
ein Paar von Grenzpunkten 52, 54, die die Grenzpunkte,
zwischen denen ein Abschnitt eines Musters auf einer gedruckten
Seite erscheint, angeben oder bereitstel len. Das Segment, in diesem
Fall ein Liniensegment, zwischen den Grenzpunkten 52, 54 definiert
einen Ausfüllbereich-Teilsatz 58,
der zumindest einen Abschnitt des Ausfüllbereichs 48 ausfüllt. Mit
Informationen der Grenzpunkte 52, 54 kann eine
Musterkomponente erstellt werden, die verwendet wird, um den Teil
der Zeile bzw. Linie des replizierten Musters zu erzeugen, den der
Bildprozessor benötigt,
um die bevorstehende Zeile der Quelle oder des Ausfüllbereichs
abzubilden.
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Das
Konzept des Anzeigens oder Druckens des selben Musterfeldes über den
Bereich einer Quelle beinhaltet das Konzept eines „Ankers". Der Ankerpunkt
wird manchmal als Musterursprung bezeichnet, da man ihn sich als
einen einzelnen Punkt vorstellen kann, von dem aus die Felder von
einem zentralen Punkt aus in allen Richtungen erzeugt werden können. An
diesem Punkt erfolgt keine Erläuterung
bezüglich
der Einzelheiten eines vertikalen Verankerns, da das Problem auf
eine einzige horizontale Linie reduziert wurde, die aus dem Musterfeld
oder der Überlagerungs-Bitabbildung
zu der einzigen Ausgangszeile 50 repliziert werden muss.
Das Verfahren des vertikalen Verankerns wurde verwendet, um diese
bestimmten Linien auszuwählen.
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Wenn
der Prozess des horizontalen Verankerns ausführlicher erörtert wird, wird man erkennen, dass
das erfundene Verfahren darauf ausgerichtet ist, den Arbeitsumfang,
den der Drucker auf einer bestimmten Zeile bewerkstelligen muss,
zu minimieren. Zu Erläuterungszwecken
sei angenommen, dass der Feldeinteilungsprozess einer ist, bei dem
die Felder direkt vertikal aufeinander gestapelt werden. Es sei weiter
angenommen, dass der Ankerpunkt auf einem Musterfeld dessen obere
linke Ecke ist. Man kann sich ein Verfahren vorstellen, das den
ersten AnkerX-Punkt rechts von dem Quellenschnittpunkt bei 52 fand.
Bei 4 ist dieser Punkt durch den Punkt 53 dargestellt.
Dies ist der Punkt, zu dem das Pixel aus der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
bei Punkt 49 kopiert wird. Pixel, die sich rechts von dem
Punkt 49 der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
werden rechts von 53 auf der Linie 50 kopiert.
Die Pixel links von 53 werden von den äußersten rechten Pixeln in der
Nähe von 47 kopiert.
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Der
soeben beschriebene Prozess zeigt, wie der horizontale AnkerX verwendet
werden kann, er muss jedoch zum Zweck einer schnelleren Links-Nach-Rechts-Operation,
die bei Punkt 52 auf der Ausgangszeile beginnt und sich
so schnell wie möglich
nach rechts vorarbeitet, bis das Pixel bei 54 kopiert wird,
optimiert werden. Somit besteht die bevorzugte Implementierung darin,
unter Verwendung der geeigneten algebraischen Abbildung herauszufinden,
welches Pixel 45 zu 52 kopiert werden soll, und
ein nach rechts gerichtetes Lesen von Pixeln aus der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
fortzusetzen und sie zu der Ausgangszeile 50 zu kopieren,
bis das Ende an dem Punkt 47 erreicht ist, wo das Lesen eine
Schleife zurück
zu dem Beginn der Lesezeile bei 49 macht.
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Vorzugsweise
wird die Quelle 46 in eine Mehrzahl von Ausfüllbereich-Teilsätzen, z.B.
den einen bei 58 gezeigten, der als horizontaler Streifen
gezeigt ist, zerlegt. Derartige Teilsätze können so definiert sein, dass
sie in der Quelle 46 von oben nach unten verlaufen. Jeder
Ausfüllbereich-Teilsatz
wird durch einen Satz von Grenzpunkten, Punkten und Längen oder
durch andere Ausfüllbereich-Teilsatz-Definitionen
definiert, die verwendet werden, um zu bestimmen, wo ein bestimmter
Abschnitt eines Musters auf einem Druckmedium erscheinen wird. Jeder
Satz von Grenzpunkten, oder eine andere Definition für einen
Ausfüllbereich-Teilsatz,
wird bestimmt, und anschließend
wird ein entsprechender Abschnitt der Überlagerungsmuster-Bitabbildung wie zuvor
beschrieben aufgebracht. Dabei werden Bilddaten, die einen Abschnitt
des gedruckten Bildes definieren, erzeugt und in einen Ausgabebandpuffer
geschrieben, der danach durch den Drucker zum Drucken eines gemusterten
Bildes auf ein Druckmedium verwendet wird.
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Das
oben beschriebene Verfahren ist vorteilhaft, da es lediglich denjenigen
Abschnitt eines Musters liefert, der tatsächlich benötigt wird, und das Erfordernis,
die gesamte Musterhöhe über die
Breite der Seite vorab zu replizieren, beseitigt. Der Abschnitt
des benötigten
Musters entspricht dem Ausfüllbereich 48,
da dies der Bereich ist, der einen Abschnitt des Überlagerungsmusters
halten soll, wenn ein Bild gedruckt wird. Ferner erfordert dieses
Verfahren einen Druckerspeicher für lediglich eine Ausgangszeile 50,
wohingegen bisher ein Speicherpuffer benötigt wurde, der h mal größer ist
(wobei h die Höhe
der Überlagerungsmuster-Bitabbildung ist),
da jede Zeile in der Überlagerungsmuster-Bitabbildung vorab
repliziert werden musste, bevor das Papier unter den Laserdruckprozess
bewegt werden konnte. Dies stellt eine beträchtliche Ersparnis dar. Für ein Musterfeld,
das einen halben Zoll hoch ist, liegen bei 1.200 dpi Speicherersparnisse
von 600 zu 1 vor, da 600 Zeilen in der Höhe h vorliegen würden, um
ein Muster, das einen halben Zoll hoch ist, auszufüllen.
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WORT-KOPIERMODELL
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Das
oben erörterte
Pixel-Um-Pixel-Kopiermodell veranschaulicht ein Konzept, anhand
dessen ein Muster auf ein Druckmedium gedruckt wird. Die folgende
Erörterung
beschreibt ein bevorzugtes 32Bit-Wort-Kopiermodell, das in mancherlei
Hinsicht dem Pixel-Um-Pixel-Kopiermodell ähnelt. Das Verfahren unterscheidet
sich in mancherlei Hinsicht, da das Niveau der Programmierungskomplexität aufgrund
von Nuancen und speziellen Anforderungen, die damit verbunden sind,
32 Bits gleichzeitig zu kopieren und zu schreiben, steigt, wie Fachleuten
einleuchten wird.
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Um
Ausfüllbereich-Teilsätze auf
effiziente Weise zu verarbeiten und ein gedrucktes, gemustertes
Bild auf einem Druckmedium wiederzugeben, muss zu einem bestimmten
Zeitpunkt mehr als ein Pixel gelesen werden. 5 bis 11 veranschaulichen
ein System, bei dem 32Bit-Wörter
aus der Überlagerungsmuster-Bitabbildung 44 gelesen
werden. Man wird jedoch erkennen, dass auch Wörter gelesen werden können, die
andere Längen
als 32 Bits aufweisen. In Verbindung mit einem Lesen von Wörtern, die
größere Längen aufweisen,
z.B. 32Bit-Wörtern,
ergeben sich Probleme aufgrund der Tatsache, dass die Breite der Überlagerungsmuster-Bitabbildung 44 eventuell
nicht gleichmäßig durch 32 teilbar ist.
Ferner können
andere Komplikationen vorliegen, wenn die Koordinate in dem ersten
Wort (als s-Koordinate bekannt) aus dem ersten Wort, das aus der Überlagerungsmuster-Bitabbildung
gelesen werden soll, nicht gleich der Koordinate in dem ersten Wort (als
d-Koordinate bekannt) ist, das in den Zielort geschrieben werden
soll. Diese Probleme werden in den 5–11 behandelt
und werden nachfolgend erläutert.
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Bevor
diese Probleme und eine bevorzugte Lösung derartiger Probleme erläutert werden,
werden einige grundlegende Definitionen dargelegt. 6–11 zeigen
grundlegende Flussdiagramme, die die oben erwähnten Probleme behandeln. Die
Flussdiagramme sind in der C-Programmierungssprache beschrieben,
welche eine vielfach verwendete und akzeptierte Programmiersprache
ist, die Fachleuten bekannt ist.
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GRUNDLEGENDE
DEFINITIONEN
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5 zeigt
einige grundlegende Definitionselemente in Form verschiedener Register
und Zeiger, die verwendet werden, um einen bevorzugten Aspekt dieser
Erfindung zu implementieren. In diesem Abschnitt werden Anführungszeichen
verwendet, um die verschiedenen Begriffe, die identifiziert werden, zu
benennen. In späteren
Abschnitten werden die Anführungszeichen
weggelassen. Bei 44 ist eine Überlagerungsmuster-Bitabbildung
gezeigt. Die Bitabbildung 44 kann man auch als Eingangsfeld-Bitabbildung
oder als Musterspeicherblock bezeichnen. Wie oben beschrieben wurde, definiert
die Überlagerungsmuster-Bitabbildung
ein Überlagerungsmuster,
das beim Drucken eines gedruckten Bildes auf ein Druckmedium verwendet
wird. „W_Ursprung" („W_origin") ist ein Zeiger,
der auf den Beginn der Ausgangszeile 50 im Anschluss an
zwei Wörter
eines sogenannten Anlauf-Notizblockspeichers
zeigt. W Ursprung und andere Zeiger in der 5 sind Wortmuster,
die auf Byte-Adressen zeigen, die gleichmäßig durch vier teilbar sind. „RStart" zeigt auf den Beginn
einer Zeile von der Bitabbildung 44. Das „R-Zeiger-Register" (oder „R-Zgr-Register", wie es in 5 erscheint)
zeigt auf das nächste
Lesewort in der Eingangszeile. „*R" stellt Daten in dem Speicher an der Zeigeradresse
dar, die aus der Eingangszeile gelesen werden. Das „W-Zeiger-Register" (oder „W-Zgr-Register", wie es in 5 erscheint)
zeigt auf das nächste
Schreibwort in der musterreplizierten Zeile. "*W" stellt
Daten in dem Speicher an der Zeigeradresse dar, die in die Ausgangszeile
geschrieben werden. Das „REnde-Zeiger-Register" (oder „REnde-Zgr-Register", wie es in 5 erscheint) zeigt
auf das letzte Wort, das aus der Eingangszeile gelesen werden soll.
Das „WEnde-Zeiger-Register" (oder „WEnde-Zgr-Register", wie es in 5 erscheint)
zeigt auf das letzte Schreibwort in der musterreplizierten Zeile
für einen
bestimmten Durchlauf.
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Das „I-Register" ist ein vorübergehendes
Register, das die 32Bit-Leseeingabe aus dem Speicher bei „*R" hält. Das „C-Register" ist ein vorübergehendes
Register, das einen Übertrag-Leseeingang
für einen
nachfolgend erörterten Übertragsverarbeitungsfall
hält. Das „N-Register" hält Anz_Übertrag_Bits, was
die Anzahl von Bits zur Linken des „C-Registers", die übertragen
werden, ist.
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Manche
zusätzlichen
Konventionen für
die C-Programmierungssprache,
bei denen Variablen zu den nicht mit Zeichen versehenen 32Bit-Ganzzahlen getippt
werden, lauten wie folgt. Ein „>>"-Zeichen
bedeutet: Verschiebe nach rechts und ziehe Nullen von links. Ein „<<"-Zeichen bedeutet
Verschiebe nach links und ziehe Nullen von rechts. „I>>N" bedeutet: Verschiebe
das „I-Register" um N Bits nach rechts, wobei
N der Inhalt des „N-Registers" ist. Alle Variablen
werden als ohne Zeichen „getippt" angesehen, so dass
Verschiebungsoperationen immer null Bits von derjenigen Seite, die
der Verschiebungsrichtung entgegengesetzt ist, ziehen. In diesem
Fall von „I>>N" werden
null Bits von links hereingezogen. Desgleichen bedeutet „I<<N":
Verschiebe das „I-Register" N Bits nach links,
wobei null Bits von rechts hereingezogen werden. Das „&" bedeutet die logische UND-Verknüpfung. Ein „%" ist die Modulo-Operation, die
den einfachen Rest nach einer normalen ganzzahligen Teilung ergibt.
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Die
Verwendung von Klammern bedeutet, dass die darin enthaltenen Operationen
vor jeglicher außerhalb
liegenden Operation durchzuführen
sind. Wie bei C weisen Multiplikation und Division eine höhere Priorität auf als
Addition und Subtraktion. Eine Verschiebung weist eine niedrigere
Priorität
auf als Addition oder Subtraktion, so dass in den meisten Fällen ein
Klammernsatz einen Zählwert,
der in einer Verschiebungsberechnung abgelegt ist, umgibt. Beispielsweise
bedeutet „I<<(32-N)": Zuerst den Wert in dem N-Register von 32 subtrahieren,
dann I um diesen Wert nach links verschieben.
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Wie
oben erwähnt
wurde, ist „R" der Lese-Zeiger,
der auf einen Speicher an einer 32Bit-Speicherstelle zeigt. „R" kann als Speicheradresse
betrachtet werden. Der tatsächliche
binäre Wert,
der an dem Speicher gespeichert ist, auf den durch „R" gezeigt wird, wird
durch „*R" dargestellt. Somit
ist „R" der Zeiger, und „*R" stellt den Speicherinhalt
dar. Desgleichen ist „W" der Schreib-Zeiger, der
in dem Speicher auf ein Wort in dem Speicher zeigt, dessen Inhalt „*W" ist, nachdem ein
Schreibvorgang abgeschlossen ist. Somit ist „W" der Zeiger, und „*W" stellt den Speicherinhalt dar, der
geschrieben wird. Wenn „++" nach dem „*R" oder „*W" erscheint, bedeutet
dies: Inkrementiere den jeweiligen Zeiger nach dem Lese- oder der
Schreibvorgang um ein Wort. Das Inkrement bezüglich dieser Zeiger bewerkstelligt,
dass die Zeiger schnell durch einen Lese- und Schreibraum bewegt
werden. Üblicherweise erscheint „*W" oder „*W++" auf der linken Seite
der Gleichung und symbolisiert das, was in den Speicher geschrieben
wird, und auf der rechten Seite einer Gleichung erscheint „*R" oder „*R++", was angibt, welcher
Wert aus dem Speicher gelesen wird. Wenn der logische Operator „ODER" verwendet wird,
bedeutet dies eine logische ODER-Bit-Um-Bit-Operation an zwei 32Bit-Registern,
von denen eines oder mehrere vorübergehende
Register in der CPU sein kann bzw. können. Berechnungen auf der
rechten Seite des Gleichheitszeichens werden zuerst durchgeführt, und
dann werden die Ergebnisse in das Register oder die Speicherstellen
abgelegt, die auf der linken Seite der Gleichung symbolisiert sind.
Somit symbolisiert das Gleichheitszeichen in einer Gleichung den
Ablegevorgang. Beispielsweise symbolisiert X = Y + 1 den Vorgang
des Hinzuaddierens von Eins zu dem Y-Register (oder Y-Speicherwert)
und ein anschließendes
Ablegen des Ergebnisses in dem X-Register (oder der Speicherstelle).
Wenn kein Zielort benötigt
wird, fehlen er und das Gleichheitszeichen. Oft bestimmt der Compiler,
ob ein Register oder eine Speicherstelle verwendet wird, um den Wert
eines Registers zu speichern. Bei C ist es möglich, anzufordern, dass der
Compiler Register für
einige spezifizierte Variablen verwendet. Die kluge Auswahl dessen,
welche Variablen (oder wann diese Variablen) als Register implementiert
werden sollten, kann manchmal durch Optimierung von Compilern und
manchmal durch den Programmierer gesteuert werden. Nachdem die Definitionselemente
dargelegt wurden, folgt nun eine ausführlichere Erläuterung des
32Bit-Wort-Kopiermodells unter Bezugnahme auf 6 – 11.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das auf globale Weise das 32Bit-Wort-Kopiermodell
darlegt, das eine Zeile eines replizierten Musters erstellt. Verschiedene
der Kästchen
in 6 zweigen zum Zweck einer ausführlicheren Erläuterung der
durch dieselben durchgeführten
Operation zu anderen Figuren (7–11)
ab. Beispielsweise ist Kästchen 100 ausführlicher
in 7 erklärt,
die eine Variabler-Satz-Prozedur
darlegt, die eine Anzahl von nützlichen
Variablen für
ein Computerprogramm definiert, das die Erfindung implementiert;
Kästchen 114 ist ausführlicher
in 8 erläutert,
die die Situation angeht, bei der das erste Bit in dem ersten Lesewort bzw.
den ersten Leseworten zu dem ersten Schreibbit (d) in dem Zielort
passt oder auch nicht passt; Kästchen 118 wird
ausführlicher
in 9 erläutert, die
den Fall darlegt, bei dem eine Feldbreite ein Vielfaches von 32 ist,
was bedeutet, dass sich weder das Ausmaß des Übertrags noch das Ausmaß der Verschiebung
am Ende jeglichen Lesedurchlaufs über das Eingangsfeld verändern kann;
das Kästchen 128 wird
ausführlicher
in 10 erklärt,
die den Fall darlegt, bei dem kein Erfordernis besteht, etwaige
Bits zwischen Wortlesungen der Feldbreite zu übertragen; und Kästchen 126 ist
ausführlicher
in 11 erklärt,
die den umgekehrten Fall darlegt, bei dem Bits auf jeden Wortlesevorgang
hin übertragen
werden. In dem Übertrag-Fall
kann sich die Anzahl von Übertragsbits
akkumulieren, um die Anzahl, die in dem 32Bit-Übertragsregister gehalten werden
kann, zu überschreiten
oder gleich derselben zu sein, wie in 11 gezeigt
ist.
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In
der nachfolgenden Erläuterung
wird der Leser auf 6 verwiesen, und während 6 durchlaufen
wird, wird jedes der oben erwähnten Kästchen,
die Gegenstand einer ausführlicheren
Erläuterung
sind, erkundet, während
man beim Durchlaufen von 6 auf dieselben trifft.
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EINRICHTUNGSVARIABLEN
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Der
erste Schritt in 6 ist bei Kästchen 100 gezeigt
und umfasst einen Variableneinrichtungsschritt, bei dem ausgewählte Variablen
definiert werden. Diese Variablen werden ausführlicher in 7 dargelegt,
die ein Flussdia gramm ist, das eine Variableneinrichtungsprozedur
darlegt. Im Einzelnen definiert Kästchen 200 unter Bezugnahme
auf 7 eine Anzahl von Variablen. Wenn die Routineeingaben,
abschneiden_x1 und rechts_x2 die inklusive Vorrichtungsraumpixel-Koordinaten
sind, bei denen die Quelle die benötigte bevorstehende Ziellinie schneidet,
und wenn auch Rstart, der Startwortzeiger, gegeben ist, berechnet
Kästchen 200 manche nützlichen
Wort-orientierten Anfangs/Endlese- und -schreibkoordinaten und -zeiger.
Genauer gesagt werden abschneiden_x1_Wort, rechts_x2_Wort und die
Zeiger REndeMinus, W und WEnde initialisiert. Bei Kästchen 210 ist
AnkerX die Koordinate in einem Zielkoordinatenraum, wo eine spezifizierte
Position in dem Musterfeld festgelegt ist. Diese Position ist oft die
obere linke Ecke des Feldes, sie kann jedoch ein beliebiger Punkt
auf dem Feld sein. Hier wird die obere linke Ecke als Punkt auf
dem Feld verwendet, der verankert ist. Unter Bezugnahme auf Kästchen 210–218 wird
ein Beispiel dargelegt, das eine Pixelkoordinate von Null für den äußersten
linken druckbaren Punkt auf der Seite verwendet. Der spezifizierte AnkerX
für das
Muster und abschneiden_x1 weisen verschiedene Rückspringfälle auf, die dadurch vereinfacht
werden, dass man die relativen Koordinaten jedes Falles in dem Kästchen 210 betrachtet.
In beiden Fällen
berechnen die Kästchen 212 und 214 die relative
Anfangsposition für
ein Eingangsfeldzeilenlesen, mod_x. Anschließend berechnet Kästchen 216 die
relativen Bitkoordinaten in dem ersten 32Bit-Wort zum Lesen und
Schreiben, die s bzw. d sind. Ein s-Wert von null bedeutet, dass
das höchstwertige linksgerichtete
Bit in dem Lesewort verwendet werden wird. Ein Bit_Delta wird bei
Kästchen 218 berechnet,
das die relative Verschiebung in Bits zwischen dem Lese- und dem
Schreibwort ist. Der Lesezeiger R und VerbleibendeBits werden ebenfalls
berechnet, die der anfängliche
Lesezeiger und die Anzahl von herabhängenden Bits am Ende der Lesefeldzeile
sind. Wenn die Feldbreite z.B. 33 ist, so sind VerbleibendeBits
1, da 1 Bit von dem Ende des ersten Wortes herabhängt.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 wird bei Abschluss des Variableneinrichtungsschritts
bei Kästchen 100 bei
Kästchen 110 ein
Test durchgeführt,
um zu bestimmen, ob sowohl Bit_Delta als auch VerbleibendeBits null
sind. Wenn beide null sind, kann bei Kästchen 112 eine einfache
Kopie auf beliebig viele Arten und Weisen erstellt werden, einschließlich einer
Verwendung von standardmäßigen Kopiebibliotheken.
Dies ist der einfachste Fall, der eine Schleife eines Lesens und
Schreibens von 32Bit-Wörtern,
bis das äußerste rechte
Wort des Feldes kopiert ist, und eines Wiederholens des Vorganges,
bis eine ausreichende Ausgabe erzeugt wird, ist. Eine Implementierung
des Kästchens 112 könnte das in 10 gezeigte
sein, indem das Kästchen 520 durch
eine Schleife zurück
zu dem obigen Kästchen 500 ersetzt
wird. Eine ausreichende Ausgabe wird durch einen Test erzeugt, der
durchgeführt
wird, um zu bestimmen, ob das W über
den WEnde-Zeiger hinaus fortgeschritten ist. Wenn die Antwort an
dem Kästchen 110 dagegen „nein" lautet, schreitet
das Verfahren zu Kästchen 114 fort,
was als die s-d-Fälle bezeichnet
wird.
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S-D-FÄLLE
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Die
s-d-Fälle
des Kästchens 114 werden
in 8 ausführlicher
dargelegt. Die in den Kästchen 300 bis 320 dargelegten
Berechnungen vereinfachen die Ausgangsbedingungen zum Verarbeiten
auf einer Zeile, so dass die Anfangsbedingungen leichter zu verstehen
sind. Falls der relative Beginn, das Bit s in dem ersten Lesewort
zu lesen, zu der ersten d-Schreibbitzahl
bei Kästchen 310 passt,
wird das Problem bei Kästchen 312 vereinfacht,
indem s und d auf null gesetzt werden und keine weitere Verarbeitung
notwendig ist als die, die angegebenen Variablen ordnungsgemäß mit Initialen
zu versehen. Wenn bei Kästchen 310 jedoch
bestimmt wird, dass s größer als
d ist, so wird bei Kästchen 314 s
durch den Wert von d angepasst, d wird angepasst, und abschneiden_x1
wird durch abschneiden_x1 = (abschneiden_x1_Wort<<5) so
angepasst, dass es einheitlich ist. Das Übertragsregister wird auf C
= (*R++)<<s initialisiert.
Dies bedeutet, dass das Speicherwort, auf das durch R gezeigt wird
(z.B. *R) gelesen wird und dann um den s-Wert nach links verschoben
wird und dass das Ergebnis in das C-Register platziert wird. Das
++ gibt an, dass der R-Zeiger nachinkrementiert wird. Ferner wird
die Anzahl von Übertragsbits
auf 32-s eingestellt, da dies die Anzahl von Bits in dem linken
Teil des C-Registers ist, die für diesen
Fall übertragen
werden. Die ungenutzten rechten Bits in dem C-Register werden in
einem Nullzustand gehalten.
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Wenn
s bei Kästchen 310 geringer
ist als d, passt Kästchen 316d um
den Wert s an, setzt s gleich null und berechnet den Wert abschneiden_x1
neu, wie gezeigt ist. Anschließend
werden die folgenden Schritte durchgeführt: Lade I von dem R-Zeiger,
inkrementiere R mit I=*R++; als Nächstes schreib mit *W++ = (I>>d), was in die Adresse schreibt, auf die durch
W gezeigt wird, mit dem Wert des I-Registers, nachdem eine Verschiebung
um den Wert d nach rechts erfolgte. Außerdem initialisiere C mit
C = I <<(32–d), was
I ist, das um den Wert (32-d) nach links verschoben ist. Schließlich stelle
N auf den Wert von d ein. Bei Kästchen 318 wird
eine Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob der R-Zeiger über
den REndeMinus-Wert hinausgeht. Falls dies der Fall ist, wird eine
spezielle Anpassung eines ähnlich
gelagerten Falls, bei Kästchen 320 gezeigt,
durchgeführt.
Falls dies nicht der Fall ist, sind die s-d-Fälle abgeschlossen.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 wird nach Kästchen 114 bei
Kästchen 116 eine
Prüfung dahingehend
durchgeführt,
ob VerbleibendeBits gleich null ist. Falls die Antwort „ja" ist, liegt bei Kästchen 118 ein
Gleichmäßige-Feldbreite-Übertrag-Fall vor. Der vollständige Gleichmäßige-Breite-Übertrag-Fall des Kästchens 118 ist
in 9 ausführlicher dargelegt.
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GLEICHMÄSSIGE-FELDBREITE-ÜBERTRAG-FALL
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Ein
Gleichmäßige-Breite-Übertrag-Fall
bedeutet, dass die Feldbreite in Pixel ein einfaches ganzzahliges
Vielfaches von 32 ist. Beispiele möglicher Feldbreiten sind Breiten
von 32, 64, 96 ... Pixeln. Eine derartige Feldbreite zu haben bedeutet,
dass sich am Ende jeglichen Lesedurchlaufs über das Eingangsfeld weder
der Umfang des Übertrags
noch das Ausmaß der
Verschiebung verändern
kann. Diese können
sich nicht verändern,
da keine herabhängenden
Bits vorliegen, um sie zu ändern.
Somit bleibt der Inhalt des Übertragsregisters
C während
der Schleifenbildung invariant, ebenso wie die Anzahl von Übertragsbits
N. Im Vergleich zu dem nachfolgend erörterten Übertragsfall machen ein konstantes
C und N diesen Fall relativ einfach.
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Bei
Kästchen 400 wird
REndeMinus auf einen Punkt inkrementiert, der gerade über REnde,
die Lesung des letzten Wortes, hinausgeht. Dies ist eine Vereinfachung,
die die Sequenz des gleichmäßigen Lesestopps
nutzt. Da an dem Ende des Worts keine Bits herabhängen, ist
keine Vorwarnung bezüglich der
Lesefeldschleife nötig.
Nachdem REndeMinus angepasst wurde, sind alle Lesevorgänge für die Bedingung,
bei der R geringer ist als REndeMinus oder (R<REndeMinus). Bei Kästchen 410 wird eine
Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob W geringer als oder gleich WEnde ist und ob der Lesezeiger R
weit genug links ist, so dass vier Wörter gelesen werden können, ohne über das
Ende des Feldes hinaus zu lesen. Wenn zumindest vier Lesevorgänge vorliegen, die
für diesen
Durchlauf über
die Feldbreite hinaus verbleiben, werden bei Kästchen 412 vier sehr schnelle
Lese/Schreibkombinationen durchgeführt. Das Kästchen 412 ist als
Viererschritt-Schnellübertragskopie
bekannt. Man sollte verstehen, dass an dem Prozessor und Compiler,
der verwendet wird, eine empirische oder theoretische Analyse durchgeführt werden
kann, um zu bestimmen, ob eine Durchführung von Viererschritten,
z.B. bei Kästchen 412, die
Verarbeitung beschleunigt oder verlangsamt. Wenn der Viererschritt- Prozess das CPU-System verlangsamt,
wird der Viererschrittprozess nicht verwendet, und es erfolgt ein
Vorgehen in einzelnen Schritten, wie bei Kästchen 416. Dieselbe
Analyse gilt auch für
andere, spätere
Fälle,
bei denen in den Flussdiagrammen Viererschritte gezeigt sind. Bei manchen
Prozessoren mit einem Anweisungs-Cache-Speicher ist es aus der Theorie
möglich,
auszuwählen,
welche Viererschritte die Verarbeitung beschleunigen. Wenn Viererschritte
schneller sind, liegt es üblicherweise
zum Teil daran, dass die Kosten des Schleifendurchlauf-Zusatzaufwands
für die
Schleifenbeendigung verringert werden, indem eine Verteilung über mehrere
Operationen hinweg erfolgt. Wenn eine Viererschrittverarbeitung
durchgeführt
wird, wie bei Kästchen 412,
kann die Ausgabe um bis zu drei ganze Wörter über WEnde hinausrutschen bzw. -gleiten.
Wenn also das Viererschrittverfahren oder eine beliebige Erweiterung
des Viererschrittverfahrens verwendet wird, muss darauf geachtet
werden, einen zusätzlichen „Rutsch"-Schreibpufferraum
auf dem rechten Teil des Puffers bereitzustellen, so dass das Rutschen
niemals auf Puffer treten kann, die zu anderen logischen Funktionen
gehören.
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Unter
genauerer Bezugnahme auf das Kästchen 412 ist
jeder der Schritte genau derselbe wie ein einzelner Schritt bei
Kästchen 416,
wenn wir uns innerhalb von vier Wörtern der rechten Seite des
Feldes befinden. Jeder Schritt lautet wie folgt:
- • I = *R++;
lade I-Register von dem Speicher, auf dem durch das R-Zeiger-Register
gezeigt wird, anschließend
inkrementiere den R-Zeiger.
- • *W++
= C ODER (I>>N); schreibe dorthin,
wo das Schreibregister W in dem Zielortmusterraum die logische ODER-Kombination
des C-Registers und die Rechtsverschiebung des I-Registers um N
Bits zeigt, wobei N die Anzahl von Bits ist, die in dem C- bzw. Übertragsregister
verwendet werden. Die ODER-Funktion ist hier eine Möglichkeit des
Kombinierens der oberen N Bits von C mit (32-N) Bits des I-Registers.
Es gibt auch andere Möglichkeiten,
dies zu bewerkstelligen, z.B. als einfache, nicht mit Vorzeichen
versehene 32Bit-Ganzzahl
ADD von C und (I>>N). Eine ADD würde funktionieren,
da die rechts gerichteten (32-N) Bits des C-Registers null sind
und die links gerichteten N Bits von (I>>N)
null sind, wenn I ein nicht mit Vorzeichen versehenes Register ist.
Somit ist die ODER-Funktion lediglich ein beispielhaftes Verfahren
zum Bewerkstelligen der Kombination von C und (I>>N).
- • C
= I<<(32-N); der neue
Wert des C-Registers ist das um den Wert (32-N) verschobene I-Register. An
diesem Punkt kann N niemals größer als
31 sein.
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Wenn
die Antwort bei Kästchen 410 „nein" lautet, so werden
an den Kästchen 414 und 416 jegliche
verbleibenden Wörter
der Leseoperation aus diesem Durchlauf auf dem Feld fertiggestellt.
Bei Kästchen 418 wird
das R-Zeiger-Register neu geladen, um auf die Anfangsposition auf
der linken Seite der Eingangsfeldzeile bei RStart zu zeigen. Bei
Kästchen 420 wird
eine Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob ein ausreichendes Schreiben bewerkstelligt wurde. Falls dies
nicht der Fall ist, wird an den Kästchen 410 und 412 eine
Schleife zurück
zu dem nächsten
Satz von Viererschritten gemacht, und/oder es werden einzelne Schritte
an den Kästchen 414 und 416 durchgeführt. Wenn
bei Kästchen 420 W>WEnde, wird bei Kästchen 422 ein
Wert zurückgegeben,
der die Wortzeigeradresse ist, die durch den Bildprozessor verwendet
werden wird, um ein Lesen des Musters an der Schnittpunktkoordinate
mit der Quelle zu beginnen. Diese Adresse lautet (W_origin + abschneiden_x1_Wort).
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 muss bei Kästchen 116, wenn VerbleibendeBits
nicht null ist, die Verarbeitung der Schleife 120 bis 130 erfolgen,
was oft die Übertragsverarbeitung
des Kästchens 126 beinhaltet.
Für manche
Durchläufe
können
die Bedingungen einen in Kästchen 128 gezeigten
Kein-Übertrag-Fall
ergeben. Eine Prüfung,
ob eine Übertragsverarbeitung
nötig ist,
erfolgt bei Kästchen 124 einfach
dadurch, dass der Wert in dem N-Register geprüft wird. Falls N null ist,
gibt es keine Übertrag-genutzten
Bits in dem C-Register, und es kann der Fall der schnelleren Kein-Übertrag-Verarbeitung
verwendet werden. Der Fall der Kein-Übertrag-Verarbeitung des Kästchens 128 ist
in 10 ausführlicher
dargelegt.
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KEIN-ÜBERTRAG-VERARBEITUNG
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Eine
Kein-Übertrag-Verarbeitung
ist einfacher als der Übertragsfall,
da niemals das Erfordernis vorliegt, etwaige Bits zwischen Lesevorgängen der Feldbreite
zu übertragen,
während
der R-Zeiger auf volle 32Bit-Wörter
einer gültigen
Feldeingabe zeigt. Die Organisation von Viererschritten und einzelnen Schritten
(Kästchen 500 bis 514)
ist dieselbe wie für den
Fall eines vollständigen
Gleichmäßige-Breite-Übertrags, und hier gelten die
selben Vorsichtsmaßnahmen
bezüglich
eines Bestimmens der relativen Vorteile des Integrierens der Viererschritt-Optimierungen,
die zuvor erörtert
wurden. Man beachte, dass bei Kästchen 514 die
Eingabe aus dem R-Zeiger gelesen wird (wobei der Wert *R ist) und
die Ausgangsspeicherstelle, auf die durch W gezeigt wird, geschrieben
wird (durch *W symbolisiert). Anschließend werden sowohl der W- als
auch der R-Zeiger inkrementiert, wie durch das ++Postfix angegeben
ist. Bei Kästchen 516 wird
eine Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob dieses jeweilige Band über
die Feldbreite mit Ausnahme des Teils der herabhängenden VerbleibendenBits abgeschlossen
wurde. Durch Vergleichen des W-Zeigers mit dem WEnde-Zeiger bei Kästchen 516 wird
eine Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob die Replikation abgeschlossen ist. Falls sie abgeschlossen ist,
wird die ganze Teilroutine verlassen, wie zuvor, die eine unmittelbare
Rückkehr oder
Verzweigung zum Kästchen 122 der 6 verwenden
würde.
Falls die Routine noch nicht abgeschlossen ist, wird bei Kästchen 520 die Übertragsverarbeitung
wieder aufgenommen, indem das C-Register
mit den VerbleibendenBits, die von dem letzten Wort des Feldes herabhängen, geladen
wird. Ferner wird N gleich dem VerbleibendeBits-Wert gesetzt.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 muss, falls die Antwort bei
Kästchen 124 „ja" lautet, bei Kästchen 126 eine Übertragsverarbeitung
durchgeführt
werden. Der Durchlauf der Übertragsverarbeitung
wird in 11 ausführlicher dargelegt.
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ÜBERTRAGSVERARBEITUNG
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Die Übertragsverarbeitung
ist der komplizierteste Fall, da sich die Anzahl von Übertragsbits
ansammeln kann, um die Anzahl, die in dem 32Bit-Übertragsregister gehalten werden
kann, zu überschreiten
oder gleich derselben zu sein.
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Kästchen 600 bis 614 sind
dieselben, wie sie oben für
den Fall des vollständigen
Gleichmäßige-Breite-Übertrags
beschrieben wurden (Kästchen 410 bis 416).
Der Leser sei auf die obige Erörterung in
Bezug auf eine derartige Operation verwiesen. Bei Kästchen 616 wird
eine Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob das Schreiben des Ausgangs abgeschlossen ist. Falls die Antwort
bei Kästchen 616 "ja" lautet, kehre unmittelbar
zum Kästchen 122 in 6 zurück. Falls
nicht, werden bei Kästchen 618 neue herabhängende Bits
zu dem Übertragsregister
hinzugefügt.
Bei Kästchen 618 wird
das nächste
C-Register aus den alten C-Registerbits (von denen lediglich N der äußersten
Linken bedeutsam sind), die ODERverknüpft sind mit dem Wert (*R>>N) im Speicher an der Position, auf die
durch den R-Zeiger gezeigt wird, errechnet. Dann wird ein Wert Überschiebung
(OverShift) zur späteren
Verwendung dem Wert 32-N zugewiesen. Das OverShift ist die Anzahl
ungenutzter Bits, die das Verarbeiten bei Kästchen 618 beginnen. Das
neue N wird gleich dem alten Wert + VerbleibendeBits gesetzt, da
VerbleibendeBits die zusätzliche Anzahl
von Bits ist, die an dem nächsten
Durchlauf mitgenommen entlang werden müssen, wobei sie die herabhängende Menge
sind, die von dem Ende des Feldes gelesen wird, um den aktuellen
Durchlauf abzuschließen.
Bei Kästchen 620 gibt
es zwei mögliche Fälle. Entweder
ist N über
31 Bits hinaus übergelaufen
oder nicht. Wenn das neue N 32 Bits beträgt, ist das Übertragsregister
voll, und es kann in einen Speicher geschrieben und unmittelbar
gelöscht
werden. Wenn N 32 überschreitet,
muss das Übertragsregister
ebenfalls in den Speicher geschrieben werden, und bei Kästchen 628 wird
ein neues Übertragsregister
erneut berechnet. Zusammenfassend gesagt wird bei Kästchen 620 eine
Prüfung
dahingehend durchgeführt,
ob C bei dem Kästchen 622 geschrieben wird.
Falls C bei dem Kästchen 622 geschrieben wird,
wird N als Teil der selben Operation des Kästchens 622 mit N
= N – 32
entsprechend angepasst. Wenn N bei Kästchen 620 geringer
ist als 32, dann fährt
die Verarbeitung fort, ohne das Übertragsregister
zu schreiben, da keine Überlaufbedingung
vorliegt, und das Übertragsregister
muss bei dem nächsten
Bandlesevorgang über
das Eingangsfeld in den nächsten Übertragsverarbeitungsfall übertragen
werden. Bei Kästchen 624 wird
eine Prüfung
von N durchgeführt.
Falls N null ist, wird C bei Kästchen 626 gleich
null gesetzt, da bei dem nächsten
Durchlauf kein Übertrag
vorliegt. Andernfalls werden die Überlaufbits bei Kästchen 628 durch
C = *R<<OverShift gelesen,
was die Überlaufbits
in den linken Teil des C-Registers platziert und ein Austreten zu
dem Kästchen 130 in 6 ermöglicht.
Bei Kästchen 130 wird in
dem linken Teil des Lesefeldes bei R = RStart für den nächsten Durchlauf, der das Feld
bei Kästchen 120 zurückliest,
ein Start durchgeführt.
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Schließlich gibt
es eine Erweiterung des gezeigten Verfahrens, die die Bildverarbeitungsarbeit für manche
Fälle verringert,
in denen die Breite der Quelle ausreichend groß ist (z.B. über eine
klug gewählte
Schwelle) und der verwendete ROP den Effekt aufweist, dass die Mustereingabe
einfach direkt in das Ausgabevideoband kopiert wird. In diesem Fall ist
es möglich,
die zuvor erläuterte
Operation zu verändern,
um direkt in den Zielvideopuffer zu schreiben, wodurch der Bildverarbeitungsschritt
eliminiert wird. Der Algorithmus müsste angepasst werden, so dass
das Rutschen während
des Anhaltens in der richtigen Koordinate eingeschränkt wäre. Ferner müssten sowohl
die Anfangs- als auch die Endverarbeitung geändert werden, um bei den richtigen
Pixelkoordinaten zu beginnen und zu enden.
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KOSTENMODELL
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Die
oben beschriebene Erfindung ist aufgrund der durch dieselben bewirkten
inhärenten
Druckerspeichereinsparungen nützlich.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass
im Gegensatz zu bekannten Systemen ein Muster nicht über eine
gesamte Seitenbreite vorab repliziert werden muss. Deshalb wird wertvoller
Speicher eingespart. Man wird verstehen, dass bestimmte digitale
Drucker, z.B. Laserdrucker, ein Druckmedium wie z.B. Papier bei
einer konstanten Geschwindigkeit durch den Druckvorgang bewegen.
Diese Geschwindigkeit wird von Anfang bis Ende beibehalten. Somit
wurde es in der Vergangenheit zweckmäßig, ein Muster über eine
gesamte Seitenbreite vorab zu replizieren, um zu gewährleisten, dass
der Drucker, und insbesondere der Laser, genügend Arbeit hatte. Dadurch
war man sicher, dass dem Drucker nicht die Arbeit ausgehen würde und
er dadurch nicht einen sogenannten Punt erzeugen würde, den
man sich als Arbeitsausfall vorstellen kann. Folglich wurde es zur üblichen
Praxis, die Druckerarbeit sich ansammeln zu lassen, bevor man das Papier
auf seine Druckreise schickte. Nachdem sich genügend Arbeit angesammelt hatte,
wurde das Papier auf seine Druckreise geschickt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Musterverarbeitung in Echtzeit,
während
der Laser einer Wettlaufsituation unterzogen („Racing") wird. Ein Racing des Lasers erfordert,
eine Bestimmung darüber
durchzuführen,
wie der beste Kompromiss zwischen Druckerspeicher- und Echtzeitverarbeitungsanforderungen
zu erzielen ist.
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Ein
Nachteil des Durchführens
einer Musterreplikation, während
man den Laser einer Wettlaufsituation unterzieht, besteht darin,
dass dieser Vorgang Bildprozessorzeit kostet. Wenn die inkrementalen
Kosten zu hoch sind, könnten
sie bewirken, dass der Bildprozessor den Wettlauf mit der Ausgabevideoaufgabe
verliert, was zu einem sogenannten Drucküberlauf oder Punt führt. Derartige
Fehldrucke können
vermieden werden, indem die Geschwindigkeit der Musterverarbeitung
optimiert wird und indem jegliche Videobandpuffer, die einen Drucküberlauf
verursachen würden,
vorrasterisiert werden. Es folgt nun eine Erläuterung dessen, wie auf präzise Weise
bestimmt werden kann, welche Videostreifen vorrasterisiert werden
müssen,
wodurch die Möglichkeit
von Punts eliminiert wird, ohne Speicher zu verschwenden, indem
zu viele Videobänder
vorrasterisiert werden.
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Üblicherweise
stellt man sich den Echtzeit-Druckvorgang bei einem Laserdrucker
als Wettlauf zwischen zwei Aufgaben vor. Bei einem ordnungsgemäß funktionierenden
Drucker liegt niemals ein Drucküberlauf
vor, weil die Bildprozessoraufgabe es gerade schafft, jeden Wettlauf
mit der DMA-Ausgangsaufgabe
zu gewinnen. Es ist nicht wünschenswert,
Drucküberläufe zu vermeiden,
indem man jedes Videoband unilateral vorrasterisiert, da dies (auch
bei Komprimierung) zu viel wertvollen Druckerspeicher für Video-DMA-Puffer in Anspruch
nimmt. Es wurde ein Verfahren zum Ermöglichen einer Minimierung der
Anzahl von vorrasterisierten Videopuffern entwickelt, das in der
U.S.-Patentschrift Nr. 5,129,049 an Cuzzo u. a., deren Offenbarung
durch Bezugnahme ausdrücklich
in das vorliegende Dokument aufgenommen ist, offenbart wurde. Dies
wurde in der U.S.-Patentschrift Nr. 5,479,587 an Campbell u. a.
in Bezug auf Komprimierungs- und empirische Bildprozessorkostenmessungen
erweitert.
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Das
nachfolgend erläuterte
bevorzugte Modell zielt darauf ab, ein Mittel bereitzustellen, um
zu gewährleisten,
dass die minimale Anzahl von Video-DMA-Bandpuffern vorrasterisiert
wird, so dass die Bildprozessoraufgabe gerade jeden Wettlauf mit dem
Video-DMA gewinnen kann, ohne übermäßig viel
Druckerspeicher zu verwenden.
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Als
nächstes
folgt das bevorzugte Kostenmodell für eine Musterverarbeitung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Es liefert ein präzises
und unkompliziertes Modell, das entworfen ist, um die beste Balance
zwischen Speichernutzung und der Vermeidung von Punts zu erzielen: Kosten = Zusatzkosten + (ObjektBreite· BreiteKosten)
+ (Replikationen * ReplikationsKosten)
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Das
obige Modell betrachtet drei Parameter: Zusatzkosten, Breitekosten
und Replikationskosten. Das Modell bewertet auf einer Zeile-Um-Zeile-Basis (bzw.
Ausfüllbereich-Teilsatz-Um-Ausfüllbereich-Teilsatz-Basis)
die Echtzeitverarbeitungsanforderungen zum Zweck des Identifizierens,
welche Zeilen, Streifen oder Ausfüllbereich-Teilsätze eine
Vorrasterisierung benötigen,
um einen Drucküberlauf
oder einen sogenannten Punt zu vermeiden. Die Zusatzkosten sind
ein Parameter, der die mit dem Vorgang verbundenen Zusatzzeitanforderungen
berücksichtigt.
Der Parameter der Breite-Kosten
(das Produkt der ObjektBreite und der BreiteKosten) berücksichtigt,
wie viel Zeit damit verbunden ist, ein Objekt, das eine bestimmte
Breite aufweist, zu verarbeiten. Der Parameter der ReplikationsKosten
(das Produkt aus Replikationen und ReplikationsKosten) berücksichtigt
die Zeit, die für
Schleifenbildungsentscheidungen aufgewendet wird. Die drei Parameter
werden durch empirische Messungen bei Wort-Fall-Szenarios bestimmt, wobei
die zuvor beschrie benen schnelleren Pfade vermieden werden. Es könnten Erweiterungen
erfolgen, um die Verbesserungen bezüglich der schnellen Pfade zu
berücksichtigen,
dies ist jedoch allgemein unnötig,
es sei denn als Mittel zum Vermeiden einer Speicher-Aus-Bedingung
in dem Drucker. Gemäß dem obigen
Modell können
die entstandenen Kosten verwendet werden, um zu bestimmen, welche
Streifen vorrasterisiert werden müssen, um einen Drucküberlauf
zu vermeiden. Dies kann zweckmäßigerweise
durch einen Vergleich der entstandenen Kosten mit einer bekannten
Schwelle bestimmt werden.
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Zusätzlich zu
einer Bestimmung, welche Streifen eine Vorabrasterisierung benötigen, kann das
Modell verwendet werden, um einen Kompromiss zwischen einer Vorrasterisierung
und einer Vorab-Feldeinteilung bereitzustellen. Beispielsweise kann
der maximale Quellenbereich oder Auffüllbereich, auf den ein Muster
aufgebracht werden soll, aufgezeichnet werden, während eine bestimmte Seite
aufgebaut wird. Die maximale Breite ist die Breite, die zur Vorab-Feldeinteilung verwendet
werden würde.
In vielen Fällen
wäre diese
Breite wesentlich geringer als die physikalische Seitenbreite. Somit
wären die
Speicheranforderungen sogar in dem Fall, in dem eine Vorab-Feldeinteilung
verwendet würde,
bei äußerst komplexen
Seiten manchmal beträchtlich geringer.
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Somit
unterstützt
das obige Kostenmodell die vorliegende Erfindung darin, den Laser
während der
Vorbereitung eines Musters auf ein Drucken auf einem Druckmedium
einer Wettlaufsituation zu unterziehen oder vor der Laseroperation
zu bleiben.
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VEKTORMUSTER
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Die
vorliegende Erläuterung
erforderte einen Bitabbildungsmuster-Speicherblock 44.
In vielen Fällen
kann die rechteckige Bitabbildung durch einen Satz von Vektorausfüllbe fehlen
beschrieben werden. Wenn der Satz von Vektorausfüllbefehlen einfach genug ist,
ist es möglich,
die Vorbereitung des Musterspeicherblocks zu überspringen und die schreibmusterreplizierte
Zeile direkt zu bilden, indem dieselben Typen von Beginnen-Überspringen-Wiederholen-Schritten, die zuvor
gelehrt wurden, erweitert werden. Ein derartiges Vektorausfüllmuster
ist in den verschiedenen Mitteln zum Anwenden dieser Erfindung enthalten.
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Vorschriftsgemäß wurde
die Erfindung in einer Sprache beschrieben, die mehr oder weniger spezifisch
für strukturelle
und methodische Merkmale ist. Man sollte jedoch verstehen, dass
die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen spezifischen
Merkmale beschränkt
ist, da die hierin offenbarten Mittel bevorzugte Formen zum Umsetzen
der Erfindung umfassen. Somit wird die Erfindung in jeglicher ihrer
Formen oder Modifizierungen in dem ordnungsgemäßen Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beansprucht,
die gemäß der Äquivalenten-Doktrin
entsprechend interpretiert werden.