CN1452552A - 打印页面标记编码器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产生并入到打印页的标记的打印页面标记编码器，包括一个能够接收标记结构模板的输入端，一个能够接收固定数据位的输入端，一个能够接收可变数据位记录的输入端，以及一个能够根据标记结构模板、固定数据位和可变数据位定义的标记位置输出一位数据的标记发生器。此外，该编码器还有一个冗余编码器，冗余编码器采用Reed－Solomon编码。标记编码器位于打印机中。除了标记编码器之外打印机还有一个连续色调图像解码器和一个双水平解码器，连续色调图像解码器对压缩的连续色调图像平面进行解码，双水平解码器对压缩的数据中的压缩双水平图像平面进行解码。这些经过解码的图像平面和标记编码器的输出结合，以产生一个承载标记区域的打印页面。标记被打印到人肉眼看不到的墨中。墨可以是IR或吸收性的UV。

Description

打印页面标记编码器

技术领域

本发明广泛涉及与计算机进行交互的方法、系统和设备。

确切地说，本发明涉及能够将打印页面时需要插入该页面中的标记，一个编码标记，格式化，从而产生一个具有一定格式的标记。标记编码器主要适用于打印驱动器/控制器。通过标记编码器，打印机能够在打印图形和文本内容的同时打印标记。

本发明的主要目的是使大量的散居用户能够通过印刷品和感光元件进行网络信息的交互，从而根据需要利用高速的网络彩色打印机打印包含交互信息的印刷品。虽然参考使用对本发明进行了详细的描述，但是本发明不局限于此。

同类专利申请

与本发明有关的各种方法、系统和设备在下列同类专利申请中揭示。这些专利申请是本发明的专利申请人或受让人与本发明同时申请的：PCT/AU00/00518，PCT/AU00/00519，PCT/AU00/00520，PCT/AU00/00521，PCT/AU00/00522，PCT/AU00/00523，PCT/AU00/00524，PCT/AU00/00525，PCT/AU00/00526，PCT/AU00/00527，PCT/AU00/00528，PCT/AU00/00529，PCT/AU00/00530，PCT/AU00/00531，PCT/AU00/00532，PCT/AU00/00533，PCT/AU00/00534，PCT/AU00/00535，PCT/AU00/00536，PCT/AU00/00537，PCT/AU00/00538，PCT/AU00/00539，PCT/AU00/00540，PCT/AU00/00541，PCT/AU00/00542，PCT/AU00/00543，PCT/AU00/00544，PCT/AU00/00545，PCT/AU00/00547，PCT/AU00/00546，PCT/AU00/00554，PCT/AU00/00556，PCT/AU00/00557，PCT/AU00/00558，PCT/AU00/00559，PCT/AU00/00560，PCT/AU00/00561，PCT/AU00/00562，PCT/AU00/00563，PCT/AU00/00564，PCT/AU00/00565，PCT/AU00/00566，PCT/AU00/00567，PCT/AU00/00568，PCT/AU00/00569，PCT/AU00/00570，PCT/AU00/00571，PCT/AU00/00572，PCT/AU00/00573，PCT/AU00/00574，PCT/AU00/00575，PCT/AU00/00576，PCT/AU00/00577，PCT/AU00/00578，PCT/AU00/00579，PCT/AU00/00581，PCT/AU00/00580，PCT/AU00/00582，PCT/AU00/00587，PCT/AU00/00588，PCT/AU00/00589，PCT/AU00/00583，PCT/AU00/00593，PCT/AU00/00590，PCT/AU00/00591，PCT/AU00/00592，PCT/AU00/00584，PCT/AU00/00585，PCT/AU00/00586，PCT/AU00/00594，PCT/AU00/00595，PCT/AU00/00596，PCT/AU00/00597，PCT/AU00/00598，PCT/AU00/00516，PCT/AU00/00511，PCT/AU00/00501，PCT/AU00/00502，PCT/AU00/00503，PCT/AU00/00504，PCT/AU00/00505，PCT/AU00/00506，PCT/AU00/00507，PCT/AU00/00508，PCT/AU00/00509，PCT/AU00/00510，PCT/AU00/00512，PCT/AU00/00513，PCT/AU00/00514，PCT/AU00/00515

上述同类专利申请可作为相互参考。背景技术

人们广泛地使用纸张显示和记录信息。因为打印的信息比计算机屏幕显示的信息更容易阅读。手绘和手书比计算机键盘和鼠标提供的表达方式更丰富。而且，阅读纸张不需要电池，还可以在明亮的光线中阅读，即使染上咖啡渍等脏物也不影响阅读，而且便于携带，可以自由处理。

但是，在线出版物也有许多特点优于传统的书面出版物。从用户的角度上看，用户可以根据需要随时调用信息，通过超文本链接导航，查找信息，还可以自动对信息作个性化处理。

从出版商的角度上看，在线出版物不需要印刷成本和分配成本，而且由于产品的宣传能够传达到特定的使用群体而且用户能够查询到产品的网站，所以广告客户也乐于采用这种出版物进行宣传。

在线出版物也有许多缺点。例如：计算机的屏幕不如纸张的效果好。相同的质量，一个SVGA电脑屏幕只能显示一张杂志页面的五分之一的信息。无论是CRT屏幕还是LCD屏幕都存在光线对比度的问题，尤其是在环境光线较强的条件下。而纸张上的墨水由于它是反射性的而不是发射性的，所以总是能够突出于环境光线显示。

发明内容

一种打印页面标记编码器包括：

一个能够接收标记结构模板的输入端；

一个能够接收固定数据位的输入端；

一个能够接收可变数据位记录的输入端；以及

一个能够根据标记结构模板、固定数据位和可变数据位定义的标记位置，输出一位数据的标记点发生器。

使用本标记编码器的打印驱动器/控制器最好能够使用高速串行接口接收压缩页面数据。页面数据可以包含JPEG解码器解码的图像平面，能够在边界单元的控制下利用半色调器/合成器缩放。二维图像平面可以通过Group4传真解码器解码，能够在边界单元的控制下利用半色调器/合成器缩放。打印驱动器/控制器中最好使用红外标记编码器，它在处理图像平面的同时能够产生红外数据利用红外墨水将打印标记逐行打印到打印页面上。

标记编码器的作用是将标记打印到打印页面上，使它能够通过合适的笔或类似的装置查询。每个标记都可能是一个2D数据包(标记可以打印到任意形状的纸张上)，可以记录到纸上，可以在以后的任意时间查询。虽然数据包(即标记)本身就能够构成一种信息，但是记录到纸上的数据包通常还存储一些其它数据。标记编码器可以在整个页面中写出大量这种数据包。数据包包括尺寸、结构和数据存储方法等信息。由标记编码器和标记的格式结构(参见下文)控制。

标记格式结构允许设计人员规定一个标记中哪些点作为打印标记的物理结构，哪些点通过数据导出。标记的数据部分包括可变数据和固定数据二部分。页面中各标记的固定数据是一样的，可变数据则不尽相同。一个极端的事例是所有的数据均为可变数据，但是它们的值恰好相同，那么实际上就相当于一个固定数据。为了使使用打印驱动器/控制器(PEC)的用户不必为每一个标记单独提供数据，所以我们允许用户设置各标记共用的固定数据。但是，标记中的具体数据则取决于具体的应用。一个页面的标记可能是含有X/Y坐标的可变数据，而另一页的标记则可能是一个固定数据。页面交互笔(或类似的装置)能够读出页面标记中包含的坐标，并根据页面的具体位置进行处理。某些页面可能整页都是固定数据，那么无论笔停留在页面的哪一个位置，读出的数据都将是一样的。某些页面可能整页都是水印形式的大标记——单纯的标记。固定数据和可变数据可以是任何内容，只要阅读软件能够从标记中读取、识别有用的数据即可。

标记结构可以自定义，允许用户根据不同的应用软件选择合适的结构保存自己的数据。标记中最好包含一些结构数据，以便(笔中的)定位软件能够识别标记，和一些方位特点，以便软件能够正确地读取数据位。另外，标记中的数据编码必须充分，以便读取设备(笔)在受到灰尘、噪音等干扰时能够纠正错误，正确地读取数据。

标记采用1600dpi点定义以保证标记结构完好。但是，目前在一个打印点对应一个数据点的情况下，这种定义对数据点的打印不起作用。因为，这种方法引入阅读环境的错误太多。笔必须使用3200dpi以上的扫描仪才能恢复1600dpi点。因此，标记设计人员通常把一定数量的物理打印点集中打印到页面上代表一个数据点。这样的一组打印点叫做宏点。一个宏点代表一个逻辑点，它能够将多个打印点集中到一起，便于阅读装置识别点和进行解码运算。由于标记格式结构允许标记内的输出点为任意数据位，所以宏点的尺寸和形状完全是任意的。标记设计人员可以根据笔的阅读能力和光学能力设计各种宏点。

理想的标记编码器能够用风景和人物二种模式打印标记。一种解决办法是在标记编码器内部旋转标记格式结构，而我们的标记编码器则是直接使用预转过的标记格式结构，因此不需要进行旋转操作。

此外，在标记的打印过程中，三角格比矩形格用墨更合理。而且，在形状不规则的表面上打印标记，三角格比矩形格使用更方便。虽然我们的标记编码器只处理矩形平面，但是这支标记交互笔能够阅读打印在其它表面上的标记。

标记编码器通常要求打印头使用IR墨水，但是有时也可以使用其它墨水如：K墨水。

标记编码器产生标记的速度与其它正在打印的图像平面同步。它的速度是通过预定义的标记格式实现的。用户在预定义的标记格式中输入生成标记各点的固定数据元素和可变数据元素，编码器在合成图像平面的同时将这些信息逐行输入合成器。它能够把当前打印页的固定数据和具体的可变标记数据值结合起来编制成具有纠错能力的编码标记。然后，通过红外墨水或黑色墨水打印出来。理想的标记编码器能够使标记规则地分布在纸面上，并采用三角格打印。当然，本领域的技术人员也可能发现其它的标记排列方案。标记编码器包括风景和人物二种方式。基本标记结构使用1600dpi，其中的标记数据采用任意形状的宏点编码(最小尺寸为1个1600dpi点)。点流的输出顺序可以根据具体的打印机设定，本领域的技术人员可能发现其它的使用方法。此外，用户可能会欣赏这种眼睛看不到，只能通过传感器探测的红外墨水，当然也可以使用其它墨水。

将数据包输入到没有编码的打印驱动器/控制器(PEC)，PEC就会因为需要处理编码问题使带宽变小。这里介绍的主要是Reed-Solomon编码法，但是其它的编码器也是一样的。理想的PEC既能编制标记数据的固定部分也能编制它的可变部分。

本产品能够定义提供一般性数据包的模板。模板可以规定哪些点始终不需要打印，哪些点始终需要打印，哪些点需要从编码数据中导出。用户可以利用这个功能定义各种数据包，例如：不同规格的宏点，帮助定位的较大的对象等。如果不制作多功能芯片，用户可以将标记结构储存到相应的DRAM中。另一种扩展是制作芯片标记结构，不使用外接DRAM。

附图说明

现在我们将要利用部分示例和图示介绍本产品的首选配置和其它一些配置。其中：

图1是样本打印页和在线页描述的关系示意图；

图2是网页笔、网页打印机、网页页面服务器和网页应用程序服务器的交互关系示意图；

图3是一组网页服务器和打印机通过网络连接的示意图；

图4是高级打印网页结构及其在线页描述示意图；

图5是显示网页标记结构的一个平面图；

图6是显示图5所示的一组标记和由网页笔代表的网页传感装置的视野之间的关系的平面图；

图7是标记的图像处理和解码运算流程图；

图8是网页笔和它的标记探测视野锥的透视图；

图9是图8所示的网页笔的分解透视图；

图10是图8、图9所示的网页笔的控制器的框图；

图11是壁式网页打印机的透视图；

图12是图11所示网页打印机的纵切图；

图12a是图12的部分放大图，显示部分双面打印驱动器和胶辊组件；

图13是图11、图12所示网页打印机的墨盒、墨水、气路和胶路以及打印驱动器的详述图；

图14是控制图11、图12所示网页打印机的打印机控制器的框图；

图15是连接图14所示打印机控制器的打印驱动器控制器和Memjet打印头的框图；

图16是图14、图15所示打印驱动器控制器的框图；

图17是单个Memjet打印元件的透视图，例如：图10至12所示网页打印机中使用的元件；

图18是一组Memjet打印元件的部分透视图；

图19是阐述图13所示Memjet打印元件的工作周期的系列透视图；

图20是页宽Memjet打印头的部分透视图；

图21是用户分类示意图；

图22是打印机分类示意图；

图23是笔分类示意图；

图24是应用程序分类示意图；

图25是文件和页面描述分类示意图；

图26是文件和页面所有权分类示意图；

图27是终端元件职能分类示意图；

图28是静态元件职能分类示意图；

图29是超链接元件分类示意图；

图30是超链接元件职能分类示意图；

图31是超链接组分类示意图；

图32是表格分类示意图；

图33是数字化墨水分类示意图；

图34是字段元件职能分类示意图；

图35是检验栏字段分类示意图；

图36是文本字段分类示意图；

图37是署名字段分类示意图；

图38是输入信息处理运算流程图；

图38a是图38所示流程图的一步详述流程图；

图39是页面服务器指令元件分类示意图；

图40是资源描述分类示意图；

图41是喜爱程序菜单分类示意图；

图42是历史菜单分类示意图；

图43是订货交付协议示意图；

图44是超链接请求分类示意图；

图45是超链接激活协议示意图；

图46是表格提交协议示意图；

图47是佣金支付协议示意图；

图48是打印驱动器控制器的数据流和功能说明图；

图49是打印机系统整体框架中的打印驱动器控制器；

图50是打印驱动器控制器框架；

图51是图50所示半色调器/合成器组件(HCU)的外界面；

图52是图51所示HCU的内部线路图；

图53是图52所示并点组件内的程序说明框图；

图54是图52所示点重组组件内的程序说明图；

图55是人物和风景方式中标记的打印位置；

图56是定义标记位置的参数；

图57是半直线标记数据缓冲器结构；

图58是产生单个标记点的电路图；

图59是Reed-Solomon标记数据编码电路。

具体实施方式

注：Memjet^TM是澳大利亚Silverbrook Research Pty Ltd公司的商标。

在首选模式中，本产品与网络化网页计算机系统连接，下文将详细介绍该系统。大家知道，不是每种应用都能够代表下文将要讨论的基本系统的具体细节和扩展应用的全部甚至是大部分内容。但是，我们会尽量地把系统描述得完整一些，使用户不必查找其它资料就能够了解首选模式和其它模式的操作环境。

简言之，首选的网页系统格式采用标注表面计算机界面格式，即物理表面包含计算机系统中表面的标注的参考信息。标注的参考信息可以通过适当的传感设备查询。根据具体的应用程序的要求，标注的参考信息可以是可视编码也可以是不可视编码，而且通过本地查询标注表面能够同时在该标注和不同的标注之间产生一个明确的标注参考信息。计算机系统可以保存标注表面的特征信息，连接标注表面的传感装置可以根据标注参考信息提取这些信息。提取的信息可以根据操作人员对表面特征的反应代表操作人员对计算机系统进行操作。

在首选格式中，网页系统的存在取决于网页的生成和人机交互。这些页面只是打印在普通纸张上的文本、图形和图像，但是它们的功能类似交互的万维网。信息通过墨水，主要是肉眼无法直接观察到的墨水，编制到各个页面。这种墨水，即编码数据，可以通过光学成像笔识别并传送到网页系统。

在首选格式中，用户可以用笔点击页面上的活动按钮和超链接查询网络信息或表达对某个网络服务器的喜好。有一种模式能够自动识别在网页上手书的文本并且能够将它转化成网页系统中的电脑文本，使用户能够填充表格。还有一种模式能够自动更改网页上记录的签名，从而保证电子商务交易的安全。

如图1所示，打印页面1代表一个交互表格，用户既可以在打印页面上进行物理填充，也可以通过笔与页面系统之间的交流进行电子填充。图例显示的“Request(申请)”表包括姓名、地址字段和一个提交按钮。网页包括图形数据2，用可视墨水打印，和作为标记4使用的编码数据3，用不可视墨水打印。对应的页描述5，储存在网页网络中，能够描述网页各成分。尤其是各交互成分(即：本例中的文本字段或按钮)的类型和空间范围(区)，使网页系统能够通过网页正确理解输入信息。例如：提交按钮6的区7就对应图形8的空间范围。

如图2所示，网页笔101(它的优先格式参见图8、图9，下文将有更详细的介绍)可以配合使用网页打印机601和连接互联网的家用、办公室或移动式打印设备。笔采用无线连接，通过短程无线电波连接9与网页打印机保持联系。

网页打印机601(它的优先格式参见图11至图13，下文将有更详细的介绍)可以周期性或根据需要以高质量的交互网页的形式打印个性化的报纸、目录、小册子等出版物。与个人电脑不同，网页打印机可以安装到任何位置，例如：人们读早报的区域附近的墙上，如厨房、餐桌附近或人们离开家门的必经之地。网页打印机还有桌面式、手提式和微型等型号。

在人们使用媒体的地方打印网页能够将印刷品便于使用的特点与交互媒体的及时和交互等特点结合起来。

如图2所示，网页笔101与打印网页1上的编码数据产生交互，然后将交互信息通过短程无线电波连接9传递给网页打印机。打印机601再将该信息传递给相关的网页页面服务器10进行解读。正常情况下，网页服务器能够将相应的信息传递给网页应用程序服务器13中运行的电脑应用程序软件。然后，应用程序服务器再将反馈信息通过原打印机打印出来。

在优先模式中，网页系统与以高速微电子机械系统(MEMS)为基础的喷墨(Memjet^TM)打印机配合使用，使用会更方便。在这种模式中，用户能够以较低的价格获得高速、高质量的打印效果。在优先模式中，网页出版物具有传统新闻杂志的物理特点，例如：它能够在信纸尺寸的光面纸上进行全色双面打印，便于装订成册，方便查找，而且可以自由处理。

网页打印机能够使用宽带互联网连接。使用宽带互联网连接的用户在逐渐增加。在美国使用电缆连接的家庭占95％，其中，拥有宽带互联网连接的用户占20％。网页打印机也可以使用速度较低的连接，但是打印时间较长，打印质量也差一些。网页系统也可以使用用户现有的喷墨打印机或激光打印机，但是系统操作速度较慢，用户不太容易接受。另一种配置是将网页系统与局字段网配合使用。网页系统也可以与单个计算机或计算机兼容设备如：打印机配合使用。

网页系统上的网页出版物服务器14能够为网页打印机提供打印质量的出版物。网页出版物服务器能够通过点对应和多对应互联网协议自动为订阅期刊的网页打印机提供期刊。同时，它还能够根据用户的要求对出版物进行过滤形成个性化出版物。

每台网页打印机能够支持的笔的数量不限，每支笔能够支持的网页打印机的数量也没有限制。在优先配置中，每支网页笔都有独立的特征。每个家庭可以配备一套彩色笔，每人一支。这样，每个用户都能够在网页出版物服务器或应用程序服务器上建立自己的身份特征。

网页笔还可以通过网页注册服务器11注册，链接到一个或多个缴费卡帐户。这样，用户就可以通过网页笔保证电子商务交易的安全。网页注册服务器能够将网页笔提取的签名与注册的签名进行比较，然后向电子商务服务器证实用户的身份。也可以使用其它生物测定方法确认用户身份。有一种网页笔能够扫描指纹，确认方法与确认签名的方法相似。

网页打印机不仅能够在没有用户干预的条件下打印期刊，如早报等，还能够防止非法邮寄品的侵入。在优先格式中，网页打印机只打印订阅的期刊和其它用户授权的出版物。邮寄宣传品的人只要知道用户的电话号码或电子邮件地址就能够侵入用户的传真机和电子邮件帐号，网页打印机则不同。

1网络系统结构

系统的各模型对象用统一建模语言(UML)分类图描述。分类图由具有一定关系的一组对象类别构成。本文主要讨论二种关系：相关性和一般性。相关性表示对象，即类别中实例，之间的关系。一般性描述的是实际的类别，可以这样理解：如果一个类别可以理解为这个类别的所有对象的集合，而且类别A具有类别B的一般性，那么B就是A的子集。UML不直接支持二级建模——即类别中的类别。

每个类别用一个标有类别名称的矩形表示。其中包括类别的特征清单(通过横线与类别名称分开)和运算清单(通过横线与类别特征清单分开)。但是，下面的分类图中功能没有建模。

相关性用连接二个类别的直线表示，相关性的数量可以在直线的任意一侧标注。默认的数量为一。星号(*)代表“多个”，即零或更多。可以标注相关性的名称，并在直线的任意一侧标注相应类别的功能。开放的菱形代表相关性集合(“是……的一部分”)，在相关性直线的交点绘制。

一般性(“是一个”)用连接二个类别的实线表示，一般性的一侧带有箭头(一个开放的三角形)。

当一个分类图分割成多个时，除了定义它的主图，所有重复的类别均用虚线标出。类别特征只在定义处出现。

1.1网页

网页是网页网络建立的基础。它能够为用户提供纸介质界面的出版信息和交互服务。

网页由带有对应在线页面描述的不可视标记的打印页面构成(或其它表面区)。在线页面描述由网页页面服务器长期维护。页面描述能够说明页面的结构和内容，包括文本、图形和图像。以及页面的输入成分，如：按钮、超链接和输入字段。用户可以通过网页笔在页面上制作页面系统能够立即识别和处理的标记。

一个页面描述可以说明多个页面。为了区别内容相同的页面，每个网页有一个唯一的特征(ID)。页面ID的精度能够保证一批页面中的每个页面都能够识别。

页面描述的每一条参考信息都能够编制到打印标记中。标记能够确定打印该标记的页面，从而间接地确定区别页面描述。标记还能够确定该标记在页面的位置。标记的特点下文将有详细的说明。

标记可以通过能够吸收红外线墨水打印到能够反射红外线的任何介质上，例如：普通的纸。近红外波长人眼观察不到，但是使用带有滤波器的固态图像传感器则很容易探测。

网页笔中的图像区探测器探测到标记后，通过距离最近的网页打印机将标记数据传递给网页系统。笔采用无线连接，通过短程无线电波连接与网页打印机保持联系。标记很小，而且排列紧密，用笔随机点击页面至少能够发现一个标记。笔能够识别页面ID和用户与页面沟通的位置，这一点十分重要，因为这种交流的状态不是固定的。标记采用可纠错的方式编码，允许一定的表面损伤。

在网页页面服务器中每个打印网页对应唯一的一个页面实例，所以网页页面服务器能够在每个打印网页页面描述中保存用户提供的一套输入字段值。

页面描述、页面实例和打印网页之间的关系参见图4。页面实例同时联系打印它的网页打印机，和查询它的网页用户(如果知道的话)。

1.2网页标记

1.2.1标记数据内容

在优先配置中，标签能够确定标签所在的区域和标签在该区域的位置。标记可以包含说明整个区域或整个标记的符号。例如：用户可以用一个或几个符号位指示标签传感装置提供与标签当前区域相关的功能反馈，传感装置不需要再查找相关的区域描述。例如：当网页笔点击超链接区时，“活动区域”的LED发亮。

如下文所示，在优先配置中每个标记中含有一个容易识别的不变结构，它能够帮助识别，纠正由于表面损伤或传感过程中造成的失真。理想的标记应该在整个页面上均匀分布，体积小，而且排列紧密，用笔随机点击页面至少能够发现一个标记。笔能够识别页面ID和用户与页面沟通的位置，这一点十分重要，因为这种交流的状态不是固定的。

在优先配置中，标记指示的区域恰好是整个页面，因此标记中的区域ID编码与标记所在页面的页面ID相同。在其它的配置中，标记指示的区域可以是页面或其它表面的任意分区。例如：它可以与某个交互成分的区域相同，在这种情况下区域ID可以直接指示交互成分。

表1-标记数据

字段	精度(位)
		区域ID	100
标记ID	16
		符号	4
合计	120

每个标记包含120位信息，典型分配如表1所示。假设最大的标记密度为64每平方英寸，那么一个16位的标记ID就能够支持1024平方英寸的区域。更大的区域也可以通过使用邻近区域和标注的办法连续标注，而不必增加标记ID的精度。100位区域ID能够标注2¹⁰⁰(~10³⁰)个唯一的区域。

1.2.2标记数据编码

120位标记数据通过(15，5)Reed-Solomon代码充分编码。能够产生360个编码位，其中包括6个代码字，每个代码字由15个4位符号构成。(15，5)代码最多允许每个代码字出现5个错误符号，即每个代码字允许的错误符号率高达33％。

4位符号在标记中连续排列，而六个代码字的符号则是交叉排列。这样就能够保证区间错误(影响多个相临位的错误)能够损坏的整体符号数量最少，个别代码字中的符号最少，从而使纠正错误的几率最大化。

1.2.3物理标记结构

标记的物理结构，如图5所示，包括固定定位结构15、16、17和可变数据区18。固定定位结构允许传感装置如网页笔识别标记，确定标记相对于传感器的三维方位。数据区表示标记编码数据的各个位。

为了能够准确地复制标记，标记采用256×256点分辨率打印。按照每英寸1600点打印，标记的直径约为4mm。按照这种分辨率打印标记周围半径16点的范围内将有一个“静态区域”。由于静态区域是相邻标记的共有区域，所以实际上标记的直径只能增加16点。

标记包含六个定位结构。首先，探测环15能够使传感装置找到标记。由于探测环是一个旋转的不变量而且调整纵横比就能够消除大部分透视畸变的效果，所以很容易探测。定向轴16能够帮助传感装置利用传感器的偏航确定标记大致的水平方位。定向轴是倾斜的，能够提供唯一的方位。四个透视目标17能够帮助传感装置将标记转换成准确的二维透视图，进而获得标记相对于传感器的三维位置和方位。

所有的定位结构都很大，有限地提高了它们的抗噪音能力。

标记的整体形状是圆形的。能够在不规则的三角格上合理地排列。由于探测环也是圆形的，所以标记内的数据位的合理布局也应该是圆形的。为了使它的尺寸最大化，每个数据位由一个扇形环表示，即二条射线和二个同心圆弧构成的一个区域范围。在1600dpi条件下，扇形环的最小尺寸是8点，它的底面(即内弧)至少等于最小尺寸。扇形环直线方向的高度始终等于最小尺寸。每个数据符号由一个2×2扇形环阵列构成。

六个代码字中每个代码字的15个4位数据符号以交叉的方式分配给四个同心符号环。符号沿着圆形标记交替分布。

符号采用交叉排列的方式，其目的是使同一代码字的二个符号之间的平均距离最大化。

为了实现传感装置与标记区之间的交流“一次点击”成功，传感装置在标记区的任何位置、任何方向点击标记，它的视野必须能够看到至少一个完整的标记。所以传感装置的视野应该是标记尺寸和间隔的函数。

假设标记为圆形，那么标记排列在等边三角格上时传感器视野的直径最小，如图6所示。

1.2.5标记图像的处理和解码

标记图像的处理和解码由传感装置如网页笔完成，如图7所示。图像传感器捕获图像时能够确定图像的动态范围(20处)。然后找到该范围的中心位置，将它设定为图像21的二进制门限。按照门限将图像分割成相连的象素区(即：图形23)(22处)。舍弃不能够代表标记定位结构的小图形。计算各个图形的尺寸和质心。

然后计算(24处)各个二进制图形的转矩25，它是传感装置今后确定定位结构的位置的基础。中心图形的转矩本身就是位置的不变量，可以使它成为缩放、纵横比和旋转的不变量。

传感装置首先发现的是环定位结构15(26处)。定位环的特点是受透视畸变的影响较小。传感装置通过调整各图形转矩的纵横和旋转发现目标。一旦定位环的二级转矩恢复正常，即使透视畸变很严重传感装置也能够识别该环。定位环的原始纵横和旋转27能够提供近似的透视转换。

传感装置发现的第二个目标是轴定位结构16(28处)。定位过程是首先将定位环的正常值施加给各图形转矩，然后通过旋转调整转矩。一旦定位轴的二级转矩恢复正常，传感装置就能够识别该轴。注意，这里需要用一个三级转矩确定定位轴的二个可能的方向。为了实现这个目标，图形必须倾斜。此外，必须施加定位环的正常值后才能调整定位轴的旋转，因为透视畸变可能使定位轴的轴线隐藏起来。定位轴的原始旋转能够提供笔的偏航产生的标记旋转的近似值。

传感装置发现的最后一个目标是透视定位结构17(30处)。首先，传感装置根据透视目标相对于环定位和轴定位的空间位置，环的纵横和旋转，以及轴的旋转估计透视目标的大致位置。然后通过向各图形转矩施加环的正常值确定目标。一旦透视目标的二级转矩恢复正常，传感装置很容易就能够识别该目标，并将距离估计位置最近的目标视为匹配目标。四个透视目标的原始质心可以视为标记空间中一个大小已知的正方形的透视畸变角31，利用公式根据四个标记空间点和图像空间点之间的关系就能够推出(32处)一个八度范围内的透视转换33。

利用推出的标记空间和图像空间透视转换，能够将标记空间中各已知数据位的位置投射到图像空间中，其中真实位置以双线的方式相应地插入(36处)输入图像中四个相邻象素。利用原来推导出的图像门限21，能够对结果进行过滤，从而产生最终的位值37。

用这种方法算出360个数据位37后，每个解码的60位的Reed-Solmon代码字将产生20个解码位39，六个代码字合计120个解码位。注意，代码字的符号是按照代码字的顺序取样的，所以代码字在取样过程中实际上已经分离出来了。

环定位15仅在图像的分区查找，所以它与图像的关系能够保证探测到的环是完整的标记的一部分。如果没有发现和解读完整的标记，那么当前的桢将没有笔位置的记录。如果处理能力很强，如非最小视野193，笔就能够在当前图像中查找其它标记。

获得的标记数据能够说明标记所在区域的ID，和标记在该区域的位置。通过从标记上观察到的透视转换33和已知笔的物理轴和光学轴之间的空间关系，就能够推出(34处)笔尖在该区域中的确切位置35和笔的整体方位35。

1.2.6标记图

标记解码后能够产生区域ID，标记ID，和相对于标记的笔转换。将标记ID和笔相对于标记的位置转换成标记区内的绝对位置之前，首先必须了解标记在该区域中的位置。这个问题可以通过标记图解决，它能够在相应的位置标示标记区中的各标记的ID。标记图分类示意图参见图22网页打印机分类示意图。

标记图能够反映标记在表面区域中的分布方法，它随着表面类型的不同而改变。如果几个标记区的标记排列方法和数量分配方法相同，它们可以使用相同的标记图。

各区的标记图必须能够通过区域ID查询。这样，已知区域ID、标记ID和笔转换，就可以提取标记图，从而将标记ID转换成标记在该区域中的绝对位置。将笔相对于标记的位置添加到该位置，就能够产生笔在该区域的绝对位置。

1.2.7标记方案

有二种不同的表面编码方案，它们都使用上文的标记结构。首选的编码方案使用上文介绍的“示位”标记。另一种编码方案使用“示物”标记。

示位标记包含的标记ID能够通过对应标记区的标记图确定标记在该区域中的唯一位置。将笔相对于标记的位置添加到该位置，就能够产生笔在该区域的位置。笔的位置反过来又能够确定笔与区域页面描述中用户界面成分之间的相对位置。不仅能够确定用户界面成分本身，而且能够确定它与用户界面成分之间的相对位置。因此，示位标记还能够指示用户界面成分中的绝对笔径。

示物标记包含的标记ID能够直接识别区域页面描述中的用户界面成分。用户界面成分区中的所有标记都指示同一个用户界面成分，完全相同，无法区别。所以示物标记不能够产生绝对笔径。但是，它能够产生相对笔径。当位置取样频率超过遭遇标记频率的二倍时，样本笔的位置与下一个样本的位置之间的位移能够确定。

在这二种标记方案中，标记能够作为用户交互成分与网页上的相关可视成分配合使用，用户可以通过传感装置与打印页交互。传感装置能够阅读标记数据并在网页系统中生成适当的反馈内容。

1.3文件和页面描述

文件和页面描述的首选格式，请参阅图25、图26的分类示意图。

在网页系统中，文件通过三个层次描述。在最抽象的层次中，文件836存在一个分级结构，它的终端成分的相关内容是内容对象840，如：文本对象、文本风格对象和图像对象等。当文件通过打印机按照一定的页面尺寸和用户选择的缩放比例打印时，就会具有页码和其它格式。格式化的终端成分835，它的相关内容对象可以与相应的终端成分的内容对象不同，尤其是与风格有关的内容对象。文件和页面中的每个打印实例都单独描述，单独记录从页面实例830中获取的输入信息，使它能够与从相同页面描述的其它实例中获取的输入信息区别开来。

页面服务器中的最抽象的文件描述允许用户在获取文件同时改变源文件的格式。例如：用户可以要求打印机按照不同页面尺寸打印。相反，页面服务器又能够通过页面服务器中的格式化文件描述有效地理解每个打印页面显示的用户行为。

格式化文件834由一组格式化页面描述组成。每个格式化页面描述由一组格式化终端成分835组成。每个格式化成分在页面上占据一定的空间范围或区间58。它能够定义输入成分，如：超链接和输入字段等，的活动区域。

每个文件实例831对应一个格式化文件834。它由一组页面实例830组成，每个页面实例对应格式化文件的一个页面描述5。每个页面实例830说明一个唯一的打印网页1，并记录该网页的网页ID50。如果一个页面实例代表一个独立的页面打印请求，那么它就不属于任何文件实例。

每个页面实例由一组终端成分实例832组成。成分实例只有在记录实例特有的信息的时候才存在。因此，超链接实例存在超链接成分，因为它能够记录页面实例特有的事务ID55；字段实例存在字段成分，因为它能够记录页面实例特有的输入。而静态成分如文本留就不存在成分实例。

终端元件可以是静态元件843、超链接元件844，字段元件845或页面服务器指令元件846，如图27所示。静态元件843可以是包含相关风格对象854的风格元件847，包含相关风格文本对象855的文本流元件848，包含相关图像元件对象856的图像元件849，包含相关图形对象857的图形元件850，包含相关视频剪切对象858的视频剪切元件851，包含相关音频剪切对象859的音频剪切元件852，或包含相关手稿对象860的手稿元件853，如图28所示。

每个页面实例有一个背景字段833，用于记录从页面上捕获的不对应任何具体输入成分的数字化墨水。

在产品的首选格式中，标记图811能够指示所有的页面实例，使页面上的标记能够转换成页面上的具体位置。

1.4网页网络

在优先配置中，网页网络由通过互联网连接的一组分散安装的网页页面服务器10、网页注册服务器11，网页ID服务器12、网页应用程序服务器13、网页出版物服务器14、和网页打印机601组成，如图3所示。

网页注册服务器11是记录用户、笔、打印机、应用程序和出版物之间关系的服务器，因此能够控制各种网络活动。它可以在具体应用事务中作为签字代理人代表真正的用户鉴别用户及其行为。同时，它还能够提供笔迹鉴别服务。如上文所述，网页页面服务器10能够长期保存网页描述信息和页面实例信息。网页网络可以包含任意数量的页面服务器，每个页面服务器处理一部分页面实例。因为页面服务器能够保存各页面实例的用户输入值，所以用户，如：网页打印机，可以将网页输入值直接输入合适的页面服务器。页面服务器能够根据相应的页面描述解读这种输入值。

网页ID服务器12能够根据需要分配文件ID51，通过ID分配方案使页面服务器的负载保持平衡。

网页打印机能够通过互联网名称分配系统(DNS)或类似程序，将网页页面ID50分解成网页注册服务器的网址，处理相应的页面实例。

网页应用程序服务器13是保存网页交互应用程序的服务器。网页出版物服务器14是一种应用程序服务器，它能够将网页文件发送到网页打印机。节2将详细介绍这部分内容。

网页服务器的主机可以是IBM、Hewlett-Packard和Sun等公司生产的各种网络服务器平台。几个网页服务器可以同时在一个主机上运行，一个服务器也可以分散到多个主机上。网页服务器提供的部分或全部功能，尤其是ID服务器和网页服务器提供的功能，可以由网页设备如网页打印机、计算机工作站或本地网直接提供。

1.5网页打印机

网页打印机601是网页系统的注册设备，能够根据需要或按照订阅要求打印网页文件。每个打印机有一个唯一的打印机ID62，能够通过网络如互联网，最好是宽带连接，连接到网页网络。

除了保存在不易失存储器内的身份和安全设置之外，网页打印机没有其它长期保存的内容。对用户来说，“网就是计算机”。网页可以通过分散安装的网页页面服务器10跨越时空的限制独立工作，不受具体的网页打印机的限制。

网页打印机能够接收网页出版物服务器14处的订阅网页文件。每个文件分二部分：页面大纲和充实页面的具体文本和图像对象。为了实现个性化，页面大纲通常是各订户特有的，由页面服务器采用点对应的方式发送到订户的打印机上。而文本和图像对象则是众多用户共有的，需要采用多对应的方式发送到所有订户的打印机上。

网页出版物服务器能够合理地将文件内容分割成点对应和多对应。打印机接收到点对应的文件页面大纲后，就能够知道哪些内容(如果存在的话)属于多对应。

当打印机接收到完整的页面或打印的文档，打印机就开始打印文档。

打印机能够使页面光栅化，在介质的二面同时打印奇偶页面。为了实现这个目的，打印机采用双面打印驱动器控制器760，而且打印驱动器使用Memjet^TM打印头350。

打印过程包括二个去偶阶段：一个是页面描述的光栅化，一个是页面图像的放大和打印。光栅图像处理器(RIP)包括一个或多个并行的标准DSP757。双面打印驱动器控制器由几个定制处理器构成，它们能够与打印驱动器内的打印头同步运行，对页面图像作放大、振动和实时打印等处理。

如果打印机不能使用IR打印，也可以使用能够吸收红外线的黑色墨水打印标记，但是标记只能打印在页面的空白处。虽然这种页面的功能不如IR打印的页面理想，但是仍然属于网页。

普通的页面打印机只能够在纸面上打印网页。专用的网页打印机能够在特殊表面，如：球体，上打印网页。每种打印机至少支持一种页面类型，每种页面类型至少允许一种标记排列方案和标记图。说明打印文件时实际使用的标记排列方案的标记图811能够对应打印的文件，使文件上的标记能够正确解读。

图2是网页打印机分类示意图，它能够说明注册服务器11保存在网页网络中的打印机的相关信息。

网页打印机的首选配置将在节六中详细介绍，请参图11至16。

1.5.1 Memjet^TM打印头

网页系统使用的打印机可以采用多种数字化打印技术，包括热敏喷墨、压电喷墨、激光电子照相等。但是，广大用户普遍接受的网页打印机通常具备如下特点：

·摄影质量的彩印

·高质量的打印文本

·可靠性高

·打印机成本低

·墨水成本低

·纸的成本低

·操作简单

·打印噪音小

·打印速度快

·双面同时打印

·造型小巧

·耗电量小

市面出售的打印机都不是完美的，不能涵盖上述全部特点。

为了满足上述要求，本产品提供了一种新的打印技术，即Memjet^TM技术。Memjet^TM是一种按需添加的喷墨技术，它采用利用微电子机械系统(MEMS)技术制作的页宽打印头。图17描述了Memjet^TM打印头中的一个打印元件300。壁式网页打印机由168960个打印元件300构成一个1600dpi页宽双面打印机。该打印机能够同时打印青色、洋红、黄色、黑色和红外墨水，以及纸调节剂和墨水固色剂。

打印元件300约为110微米长，32微米宽。集中固定到包含CMOS逻辑、数据转换、计时和驱动电路的硅片301上(未显示)。

打印元件300的主要成分是喷嘴302，喷嘴边缘303，喷腔304，液封305，墨道边缘306，杠杆307，主动驱动杆308，被动驱动杆309，主动停泊杆310，被动停泊杆311，和添墨口312。

主动驱动杆308和被动驱动杆309在结点319处汇合。二对驱动杆的的停泊点分别是310和311。元件308、309、310、311和319共同构成悬臂电热弯形驱动器320。

图18显示部分打印元件300，其中包括一个打印元件300的横截面315。横截面315不带墨水，以便更清楚地显示添墨口312穿过硅片301的情况。

图19(a)、图19(b)和19(c)是Memjet^TM打印元件300的工作周期图。

图19(a)显示弯月形墨块316打印一滴墨之前的静止位置。墨水通过弯月形墨板316处的表面张力滞留在喷腔中，在喷腔304和墨道边缘306之间形成液封305。

打印时，打印头CMOS电路将打印驱动器控制器中的数据发送给相应的打印元件，锁存数据，并缓冲数据驱动主动驱动杆308的电极318。这个过程能够使电流在主动驱动杆308处停留约一微秒，产生焦耳加热。焦耳加热使温度增加，主动驱动杆308受热膨胀。由于被动驱动杆309没有加热，所以它不会膨胀，结果二对驱动杆之间就产生一个压力差。悬臂电热弯形驱动器320的悬臂端向基片301方向弯曲，能够减少部分压力差。杠杆307将运动传递到喷腔304。喷腔304移动约微米到图19(a)所示位置。墨水压力增加，墨水321被挤出喷嘴302，弯月形墨块316开始膨胀。喷嘴边缘303能够阻止弯月形墨块316在喷腔304的表面扩散。

随着驱动杆308和309之间的温度差减少，驱动器320恢复到原始位置。这个过程能够帮助墨滴317脱离喷腔的墨水321，如图19(a)所示。弯月形墨块316处的表面张力能够使喷腔中的墨水得到补充。

图20显示打印头350的一部分。在网页打印机中，打印头的长度等于351方向的纸长(通常是210mm)。图中显示的部分打印头长0.4mm(大约是完整打印头的0.2％)。打印时，纸沿352方向经过固定的打印头。打印头有6行交叉排列的打印元件300，能够打印六色墨水或添墨口312提供的其它墨水。

为了防止打印时损伤打印头脆弱的表面，打印头基片301上安装了一个喷嘴保护片330。每个喷嘴302对应一个喷嘴保护孔331，墨滴从保护孔中射出。为了防止纸纤维或其它杂质堵塞喷嘴保护孔331，打印时从气孔332处注入过滤空气，疏通保护孔。为了防止墨水321干燥，打印机闲置时喷嘴保护必须密封。

1.6网页笔

网页系统的主动传感装置通常是笔101，它带有嵌入式控制器134，能够通过图像传感器从页面中捕获和解读IR定位标记。图像传感器是一种固体装置，它的滤波器使它只能探测到近红外波长。下文将要详细介绍，该系统能够通过笔尖与表面的接触感知目标，如果标记的精度较高还可以识别手书(即：200dpi、100Hz以上)。笔能够将捕获的信息编码，并通过无线的方式传送给打印机(或总站)，打印机或总站在根据(已知)页面结构解读该信息。

在首选配置中，网页笔既可以是普通标记用的墨水笔，也可以是非标记用的铁笔。网页笔的标记功能可以使用的浏览系统不仅限于网页系统，例如：它也可以作为互联网的界面使用。所有的网页笔都在网页系统中注册，有一个唯一的笔ID61。图23是网页笔分类示意图，说明注册服务器11保存在网页网络中的打印机的相关信息。

网页笔的任一笔尖接触网页都能够确定笔相对于页面的位置和方向。笔尖与一个力传感器相连，它能够根据作用在笔尖上的力与门限之间的关系确定笔是“正置”还是“倒置”。用户可以通过按压笔尖“点击”页面上的交互成分，访问网络中的信息。此外，笔尖上的作用力可以作为一个连续值提取，使系统能够进行如确认签名的整体动力特点等操作。

笔通过探测笔尖周围的页面区域193的红外线谱确定笔尖在网页上的位置和方向。笔能够通过从成像标记上观察到的透视畸变和已知的笔的光学部件的几何特点，解读距离最近的标记，并算出笔尖与标记的相对位置。由于标记在页面中的密度与标记的尺寸成反比，所以标记的位置分辨率可能比较低，但是调整后的分辨率可以达到很高的值，超过准确识别手书所需要的最低分辨率。笔对网页的操作由一系列笔画构成。每个笔画由一系列有时间顺序的笔位构成。

起始于网页上的一个落笔操作，结束于相邻的一个提笔操作。页面ID改变时，比画也通过网页的页面ID50标注，一般情况下，页面ID在比画的起始位置。

每支网页笔都有一个当前选定内容826与之对应，使用户能够进行拷贝和粘贴等操作。选定内容有一定的时间性，即在一段时间后系统将自动删除。当前选定内容描述了页面实例的区域，它由笔最近一次从页面背景区域中捕获的数字化墨水笔画构成。当它通过选择超链接提交给应用程序后，便转化为一种应用程序指定的动作。

每支笔都有一个当前笔尖824，它是笔在系统中最后认定的笔尖。对于上文提到的默认网页笔，黑色墨水笔尖和非标记用笔尖都可以作为当前笔尖。每支笔都有一个当前的笔尖字体825，它是应用程序(响应用户从调色板选取颜色的程序)最后一次使用笔时使用的字体。默认的笔尖字体与当前笔尖的笔尖字体有关。笔画用笔的当前笔尖字体标注。复制笔画时，比画的笔尖字体与它的标注字体相同。

当笔处在与之进行通信的打印机的范围内时，笔将慢慢闪动其“在线”显示。当笔不能为页面上的相关笔画进行解码时，它将激活一个“错误”显示。当笔成功为页面上的相关笔画解码时，它将激活“OK”显示。

捕获的一系列笔画被转化为数字化墨水。数字化墨水是将划画和书写的动作进行数字化处理的基础，并形成书写的在线认别和签名的在线识别。

笔是无线的，它通过短距离无线电连接的方式向网页打印机传送数字化墨水。传送的数字化墨水采用加密保护，并通过打包传送的方式提高传送效率。在笔正置条件下始终保持闪烁，保证打印机能够及时处理数据。

当笔不在打印机的范围内时，它将把数字化墨水在内存内缓存，缓存可以保存10分钟的连续书写。当笔再次出现在打印机的范围内时，它可以传送任何缓存的数字化墨水。

笔可以注册到多台打印机上，由于网页所有的状态数据同时保存在页面和网络中，所以笔在何时与哪一台打印机进行通信并不重要。

笔的首选配置详见下文第6节，参见图8和图10。

1.7网页间交互

当101笔和网页1交互作用时，网页打印机601就会收到来自101笔输入的笔划。当笔执行一个动作，比如划动时，标签4的编码数据3被它读入。这个数据将调用特定页面及其相关的交互元素，并显示已收到网页中笔的位置的信息。显示的数据被传送到打印机，经过DNS(域名服务器)，它使笔划的页面ID50变成网络服务器10上的网络地址，同时网络服务器10把网页实例830保存下来。然后，它把动作指令(笔划)传给网页服务器。如果页面为先前的笔划所调用，而打印机可能在它的高速缓存中已经存储了此页面在页面服务器中的地址。每个网页都由网页页面服务器(见下)提供的紧密的页面版面构成。而页面所涉及的对象，如图象、字体和文本块一般都被存储在网页服务器的其它位置。

当网页服务器收到来自笔的信息时，它会重新找到该网页的描述，描述该网页应用在哪里，确定这个笔划和该网页描述中的那些元素有联系。然后才能把对相关元素背景中的笔划进行翻译。

“点击”是当笔落下到拿起时的距离和时间都小于某一特定值的笔划。一个被“点击”激活的对象一般需要给一个“点击”动作来激活，因此，太长时间的笔划将被忽略。笔操作的失败如“不完全”点击可能是由于笔的液晶显示没有响应。

在网页描述中有两种输入元素：超链接和表格字段。通过表格字段的输入也能使相关的超链接激活。

1.7.1超链接

超链接是向远程应用程序端发送信息的一种方法，它能够引发网页系统中的打印响应。

超链接元素844用于识别以下内容：可激活超链接的应用程序71，用于识别应用程序的超链接ID54，“需要别名”标记中向系统请求用于激活超链接的用户程序别名ID65，以及该超链接被保存在收藏夹中或者出现在用户的历史记录中的描述。超链接元素分类表如图29所示。

当一个超链接被激活时，网页服务器就向网络中某地的一个应用程序发送一个请求。这个应用程序由程序ID64识别，这个程序ID通常通过DNS解析。总共有三类超链接：普通超链接863，表格超链接865和选择超链接864，如图30所示。普通超链接可实现链接文档的请求，或者仅仅发出一个要求优先处理的信号给服务器。表格超链接把响应表格提交给应用程序。选择超链接把当前的选择提交给应用程序。如果当前选择的只是一个文本中的一个字符时，应用程序可能就只返回一个单页文本，给出这个字符在上下文中的含义。每个超链接类型都用提交给应用程序的信息来描述。

处在响应状态的超链接实例862记录一个执行ID55，它能具体地执行页面上超链接实例发生地的请求。执行ID能为应用程序调用用户信息，例如，订购程序为用户保存的处于待购状态的“购物车”信息。

这个系统包含选项超链接激活后笔的当前选择826。尽管超链接可能有“提交区域”属性设置，并且包括上一次表格信息的输入，系统仍然包含表格字段超链接激活后与表格实例相关的内容，。系统在所有的超链接激活栏中都包含一个有效的返回路径。

超链接组866是具有相关链接的元素838的组合，如图31。当对组内的字段元素输入时，和组相连的超链接844就被激活。超链接组也能够用来将超链接与字段(如检验箱)相关联。超链接组还可以用来与“提交区域”属性相结合形成表格超链接，从而向应用程序端提供持续的输入。因此，它能被用来支持被称为“黑板”的交互模式，也就是当它一发生，输入就被捕获因此也被共享。

1.7.2表格

表格定义了一个通过一个打印网页来捕获相关的输入字段集合。表格允许用户提交一个或更多的参数给正在服务器上运行的应用程序软件。

表格867是文件体系中元素838的组合。它包含一组终端字段元素839。表格实例868表示表格的打印实例。它由一套响应表格字段元素845的字段实例870构成。每一个字段实例都有一个相关的值871，它的类型是由响应字段元素的类型决定的。每个字段值通过一个特别的打印表格实例，也就是说通过一个或更多的打印网页来记录输入数据。表格分类图如图32所示。

每一个表格实例都有一个能判断表格是不是激活的，冻结的，无效的或到期的状态872，在第一次被打印时，表格被激活。一旦表格签字后它就被冻结了。除非超链接已经设置了“提交区域”属性，否则一旦表格的提交超链接被激活，表格的提交即完成。当用户调用了一个无效表格、重新设置表格或复制表格页面命令时，表格就变成无效了。当表格的活动时间超过了它的特定寿命时，它就过期了。表格可活动时候，表格输入被允许。通过一个非活动表格的输入被保存在相关页面实例的背景字段833里。当表格为活动或冻结时，表格提交被允许。当表格不是在活动或冻结状态时，任何想提交信息的尝试都会被拒绝，同时会出现一个表格状态的报告。

因为每个表格实例和源于它的表格实例相关联(在59)，从而提供一个版本历史记录。这允许除了表格的最后版本外的其他版本在一定的时间内都被排除在搜索之外。

所有的输入都以数字化墨水的方式被捕获。数字化墨水包含一组记时打印的笔划组874，每个都包含一套字体875。每个笔划都包含一组即时打印的笔的位置876，其中每一个都包含笔的定位和笔尖的压力。数字化墨水分类图如图33所示。

字段元素845可以是一个检验箱字段877、文本字段878、绘图字段879或者签名字段880。字段元素分类图如图34所示。每个在字段区域58捕获的数字化墨水都被分配到字段值里。

检验箱字段和布尔值881相关，如图35。任何在检验箱区域里捕获到的信号标志(一个信号、一个十子、一次笔划、一个填充的Z字型等等)都能引发向字段值里分配一个真值。

文本字段有一个相关的文本值882，如图36所示。任何在文本区域里得到的数字化墨水都经由在线笔记识别系统自动地转化成文本，再被赋值到字段里。在线笔记识别系统很容易理解。(示例参见Tappert，C.，C.Y.Suenand T.Wakahara，“The State of the Art in On-Line HandwritingRecognition”，IEEE Transactions on Pattern Analysis and MachineIntelligence，Vol.12，No.8，August 1990)

签名字段和数字签名值883相关联，如图37所示。任何在签名区域里得到的数字化墨水都将自动地核实笔主人的身份。表格的数字签名将产生并赋值到字段值内。数字签名将通过表格所在的应用程序内的笔使用者个人签名密匙来完成。在线签名识别系统很容易理解。(示例参见Plamondon，R.and G.Lorette，“Automatic Signature Verification and WriterIdentification-The State of the Art”，PatternRecognition，Vol.22，No.2，1989)

如果字段的“隐藏”属性被设置，它的元素就会被隐藏。一个隐藏的字段的元素在页面上没有输入区，也不能接受输入数据。当包含字段的表格被提交后，它有一个相关的字段值被包括在表格数据内。“编辑”命令，比如指示删除(strike)也能被表格字段识别。

因为笔记识别系统的算法工作方式是“在线”的(也就是说有权限追踪笔尖移动的动态)，而不是“离线”(也就是仅仅有权限看到笔迹的位图)，它能以很高的精确性连续识别作者分离的笔迹特性，作者不需要进行专门的练习。作者的笔迹模板会随时间变化而自动更新，然而，如果有必要也可以随时更新。数字化墨水按规定由一系列笔划组成。每一个在具体元素区域里的笔划都会被添加到此元素的数字化墨水流里等待处理。任何不被添加到对象数字化墨水流的笔划都会被添加到背景字段数字化墨水流里。

在背景字段里捕获到的数字化墨水，都会被编译成选择。尽管实际编译的是特定的应用程序，但一个或更多的对象的界限一般都会被当作界限对象的选择来进行编译。

表2概括了笔和网页之间的交互形式

对象	类型	笔输入	动作
				超链接	普通	点击	提交动作给应用程序
表格	点击	提交表格给应用程序
			选择		点击	提交选择给应用程序
表格字段	检验箱	任何					向字段赋真值
			文本	笔迹	把数字化墨水转化为文本；给字段赋
	绘图	数字化墨水				把数字化墨水赋值给字段
			签名	签名	验证数字化墨水的签名；更新表格的数字签名；把数字签名赋值给字段
	空					界限	把数字化墨水赋值给当前选择

这套系统为每支笔都保留一个当前选择。当前选择仅仅包含最近一次在背景字段捕获的笔划。在一个网页的非激活时间超时后，这个当前选择被清除以保证将要进行的操作。

每个字段所捕获的原始数字化墨水都被保存在网页服务器上，并且当表格被提交给应用程序时，它与表格数据一起传送。这允许应用程序向原始数字化墨水提出一系列的问题，以检查它的原始转换，比如笔迹文本的转换。例如，在某些特定程序里表格不能检测出墨水的浓度，这时就需要人为对程序级别进行干预。作为这项功能的扩展，，表格的全背景区域也可以被指定为绘图区。如果在表格的清晰区域以外存在数字化墨水，应用程序可以把表格发送给人工操作员并假设用户已经把在区域外的数字化墨水修正到填充区域内。

图38显示的是笔输入到相关网页的过程的流程图。这个过程包括以下流程：从笔接收一个笔划；通过笔划所引用的页面ID50来识别(在885)页面实例830；重新找回(在886)页面描述5；识别(在887)格式化的元素839，它的区域58和这个笔划相交；决定(在888)是否这个格式化的元素响应字段元素，并且将收到的笔划添加(在892)到字段值871的数字化墨水里，编译(在893)在字段内积累的数字化墨水，决定(在894)这个字段是不是一个超链接组866的一部分和是否应该激活(在895)相关的超链接；决定(在889)格式化元素能否响应超链接元素和是否应该激活(在895)这个响应的超链接；决定在缺少输入字段或超链接的情况下，是否应把收到的笔划添加到背景字段833的数字化墨水里；然后把收到的笔划拷贝到当前笔的当前选择826里，同时保存到注册服务器中。

图38a显示了步骤893的详细流程，此流程如图38所示。在此流程中，字段中积累的数字化墨水将会根据字段的类型进行编译。这个过程包括：确定(在896)字段是不是一个检验箱，确定(在897)数字化墨水是不是代表一个检验标记，如果是，就向字段值里赋一个真值(在898)；确定(在899)字段是不是一个文本字段，如果是，就在相应的注册服务器的帮助下，把数字化墨水转化(在900)为计算机文本，并把被转化的计算机文本赋值(在901)给字段值；确定(在902)字段是不是一个签名字段，如果是，就会在相应的注册服务器的帮助下，把数字化墨水和笔主人的笔迹进行检查核实(在903)，在相应的注册服务器和与响应程序相关的笔主人个人签名密匙的共同帮助下，生成一个内容为数字签名的响应表格，再把数字签名赋值(在905)给字段值。

1.7.3页面服务器命令

页面服务器命令是服务器进行本地操作的命令。它直接操作表格、页面和文档实例。

页面服务器命令907可以是无效表格命令908、复制表格命令909、复位表格命令910、获得表格状态命令911、复制网页命令912、复位网页命令913、获得网页状态命令914、复制文档命令915、复位文档命令916、获得文档状态命令917等，如图39所示。

一个无效表格命令可以使相应的表格实例失效。复制表格命令使正响应的表格实例失效，然后产生一个当前表格实例的动态打印副本同时字段值被保存。这个副本包含和原表格完全相同的超链接执行ID，并且这样能使得应用程序不能分辨得出是拷贝表格还是原表格。复位表格命令使正在响应的表格实例失效，然后产生一个它的动态打印的副本，同时把字段值释放。获得表格状态命令会产生一个有关当前正在响应的表格的状态的打印报表，内容包括使用者是谁，什么时候被打印，为谁打印和表格实例的表格状态等信息。

因为表格超链接实例包含一个执行ID，所以应用程序必须产生一个新表格。这样请求产生一个新表格的按钮就会被当作超链接来执行。

复制页命令产生一个正在响应的页面实例的打印副本，同时背景字段的值被保留下来。如果页面包含一个表格或表格的部分，那么该复制页命令就会被当作复制表格命令。复位网页命令产生一个正在响应的页面实例的打印副本，同时背景字段的值释放。如果网页包含表格或表格的部分，复位网页命令会被当作复位表格命令。获得页面状态命令产生一个有关正在响应的页面实例的打印报表，内容包括使用者是谁，什么时候被打印，为谁打印和它包含或部分包含的每一个表格的状态等信息。

出现在每一个网页页面上的网页标记通常都和复制网页元素有关。

当一个网页实例被复制同时字段值保存后，字段值被打印在本地的表格里。也就是说，检验箱显示为标准检验箱图形，文本以已排版文本格式显示。只有绘图和签名以它们原来的格式显示，同时，附着在签名旁边的标准图形表明签名被核实无误。

复制文档命令产生一个正在响应的文档实例的打印副本，同时背景字段值保存下来。如果这个文档包含任何表格，复制文档命令就复制这些表格，同样的，复制表格命令也这样做。复位文档命令产生一个正在响应的文档实例的打印副本，同时背景字段值被释放。如果这个文档包含任何表格，复位文档命令就会重置这些表格，同样，复位表格命令也这样做。获得文档状态命令产生一个正在响应的文档实例的打印报表，内容包括使用者是谁，什么时候被打印，为谁打印和它包含每一个表格的状态等信息。

如果网页服务器命令的“选中”属性被设置，这个命令在笔的当前选择页面上执行，而不是在包含这个命令的页面上执行。允许打印网页服务器菜单命令。如果目标页不包括指定页面服务器命令的元素，那么这个命令将被忽略。

如果把相关的网页服务器命令元素嵌入到超链接组，应用程序就能提供特定的应用程序操作。网页服务器能激活和超链接组相关的超链接而不是执行网页服务器命令。

如果“隐藏”属性被设置，那么网页服务器命令元素被隐藏。隐藏命令元素在页面上没有输入区，因此也不能直接被用户激活。然而如果其他网页的服务器命令的“选中”属性被设置，它就能够被此网页中的网页服务器命令所激活。

1.8网页的标准特征

在首选格式里，每一个网页都在页面的底部打印上网页标记以显示它是一个网页，因此它就具备了交互特征。网页标记也可以作为拷贝按钮。在绝大多数情况下，按一下这个标记会产生一个相同的页面。对于一个表格，按下此按钮就会产生这个表格的完整拷贝。对于安全文件如票据，此按钮会给出一个介绍信息或者一个广告页。

默认的单页复制功能直接由相关的网页服务器来进行操作。特别的复制功能需要通过将网页标记链接到应用程序上才能完成。

1.9用户帮助系统

在首选的配置中，网页打印机有一个标有“help”的按钮。当按下它时，会出现一个信息页面，包括如下内容：

·打印机连接状态

·打印耗材状态

·顶级帮助菜单

·文档功能菜单

·顶级网页网络目录

帮助菜单能提供一个如何使用这套网页系统的分级指南。

文档功能菜单包括如下功能：

·打印文档的拷贝；

·打印表格的清洁拷贝；

·打印文档的状态

只需按一下按钮，文档功能就启动了。然后就可以点击文档里的任何页。文档的状态会显示是谁发布的，什么时候发布的，被交付给谁，什么时候以表格的形式提交和提交给谁等信息。

网页的网络目录允许用户浏览网络上的帮助和服务系统。另一种选择是用户拨打“900”电话，进行黄页查询，寻求人工操作员的协助。操作员能够找到用户想要的文档，然后把它发送给用户的打印机。根据文档的类型，出版商或个人用户需付很少的“黄页”使用费用。

如果打印机不能打印，显而易见地帮助页面也就不能使用。这种情况下，显示“错误”的灯会亮起来，用户可以通过网络寻求远程诊断。

2个性化的打印模式

下面的表述和新闻可以作为经典的打印示例来说明网页系统中的个性化运行机制。新闻的概念往往受到报纸和杂志的限制，这里所指的新闻是一个更广泛的概念。

在网页系统中，一个新闻的编辑内容和广告内容可以使用不同的机制来体现个性化。编辑内容可以根据读者明确或暗示的兴趣来个性化。广告内容可以根据读者的地理位置和人口统计特点来进行个性化。

2.1编辑内容个性化

浏览者可以访问两种新闻资源：新闻出版物和新闻流。新闻出版物指出版商进行新闻的收集和编辑工作，新闻流的收集和编辑工作是由新闻发布商和专业的新闻收集商来完成。新闻出版物主要指传统的报纸和杂志而新闻流所包括的内容则更加广泛，如：新闻服务机构发布的“第一手”材料、卡通画、自由撰稿人的材料、朋友的告示板以及读者自己的电子邮件。”

网页出版物服务器可支持新闻出版物的编辑、出版以及多种新闻流的采集工作。通过对读者直接选定的新闻流进行采集和格式化的处理，服务器可以将广告添加到页面上，而广告的内容为不可编辑。

对于出版物，读者可以主动地选取某一类型，如：有些出版物为日刊，有些为周刊。纽约时报在线可以向读者提供不同的版块，如：“首页”、“国内版”、“国际版”、“论坛”、“商务”、“艺术/生活”、“科技”、“运动”等。每种出版物都有自己的版块组合，上述版块都是常规版块。

读者可以在日报上创建“定制栏”来更好地利用新闻流。定制栏可以创建为电子邮件或朋友之间的公告板(私人)或者创建成某一话题的信息反馈区(告示板或剪贴板)。

对于每一个版块，读者都可以主动地规定其大小，如：以篇幅(小篇幅、中篇幅和大篇幅)形式或者以数字形式规定其页码；读者还可以规定广告的多少，如：以篇幅的形式(多、正常、少、没有)或者以数字形式来加以限制(即百分比)。

读者还可以主动地在大量的短文章或少量的长文章之间进行选择。每篇文章都可以根据读者的偏好编辑为短文章或长文章来满足读者的需要。

每篇文章都可以改写或编辑为不同的版本来满足读者对深度的不同要求，如：儿童版和成人版。可以根据读者的年龄来选择不同的版本。读者可以规定“阅读年龄”来代替其生理年龄。

组成版块的文章由编者进行挑选，每篇文章都有自己的生命周期并以默认的形式根据订阅者的空间以及优先顺序提供给订阅者。

对于不同的版块，读者还可以选择集体过滤，但是它只适用于那些有足够长的生命期的文章。符合集体过滤条件的所有文章都可以通过文章末尾的等级按钮进行打印。通过此按钮可以进行简单的选择(即“喜欢”和“不喜欢”)，这样读者就可以对文章进行等级评定。

具有很高的优先级且生命期短的文章都是编者以为最基本的读物，并向大多数的订阅者发送。

读者可以主动规定一个惊奇系数，它可以是质量系数(即惊奇和不惊奇)或数量系数。高惊奇系数在进行集体过滤时会降低过滤标准。高惊奇系数会导致更多的相关版块发送给读者。一周内的每一天都可以设置不同的惊奇系数。

读者还可以主动地规定其感兴趣的话题，它将改变编者所给定的优先顺序。

读者的因特网传输速度将影响图像的传输质量。因此读者可以主动地规定少量图像或小尺寸图像或两者都选。如果图像的尺寸或数量不减少，那么图像将以低质量传送(即低分辨率或高压缩)。

从全球的范围考虑，读者可以规定本地化的数量、日期、时间和货币。这就关系到单位是英制还是公制、地方时区和时间格式、本地的货币以及原处的翻译和注释等问题。这些偏好将根据读者的地理位置给出默认值。

为了降低因视力问题所造成的阅读障碍，读者可以主动定义大字体。图像和文本的比例都相应放大，每页所包含的信息量将减少。

新闻出版物所使用的语言以及其相应的文本编码是出版物本身的属性，用户对此不能进行偏好设定。但是，网页系统可以设置几种自动翻译服务。

2.2广告本地化和定位

编辑内容的个性化将直接影响广告的内容，因为广告本身是对编辑内容的利用。例如：旅行社的地址会更多地出现在旅游的版块上。对于广告商来说，编辑内容的价值就在于它能够吸引目标客户群中大多数人的眼球。

有效的广告是建立在区域位置和目标客户群的基础之上的。区域位置决定了特定的服务需求和零售商品等等，同时形成了区域文化的区域特色。目标客户群决定了共同需求、优先权和可能的消费模式。

新闻出版商的最大利润源泉就是广告“空间”，广告空间指出版物的地理覆盖面、读者的多少、目标读者群、以及广告的页面空间。

在网页系统中，网页出版物服务器将对每个版块的可用广告空间进行处理，并充分考虑到出版物的地理位置覆盖面、版块的读者群、每个读者的版块大小、每个读者的广告比例以及每个读者的统计数据。

与其他媒体相比，网页系统允许对广告空间进行更加细化的定义，允许更小的广告空间，这就使得广告空间的销售更符合其真实价值。

例如：同样的广告条可以按照不同的出现比例销售给不同的广告商，对于个人读者而言，他将随机接收一家或另一家广告商的广告，但整体上广告的比例不变。

网页系统允许广告直接与详细的产品信息和在线购物相连接，这就增加了广告空间的价值。

由于网页出版物的个性化和本地化将由网页出版物服务器自动进行，因此广告商可以完成地区覆盖和读者群覆盖。由于使用自动处理程序，所以其广告的分流是高效率的。虽然广告商从广告收益中提取一部分，但出版商的收益并不会减少，因为广告商增加了广告的效率。广告商在出版商和广告雇主之间充当中间人的角色，他同时可以充当多家出版物与雇主之间的桥梁作用。

值得注意的是：网页出版物中的广告比传统出版物中的广告要复杂得多，这是因为网页出版物的广告空间更加复杂。对于广告雇主、广告商和出版商之间复杂的商务谈判，网页系统的优势在于它能够提供某些自动化的支持，包括广告空间自动化的拍卖。自动化对于那些收益小的广告非常实用，如本地化程度特别高和特别低的广告。

谈判工作完成后，广告商将制作、编辑广告并将其拷贝到网页广告服务器上。相应地，出版商将广告拷贝到相应的网页出版物服务器上。当网页出版物服务器对单个读者的出版物进行个性化处理时，它将从网页广告服务器中选取相关的广告。

2.3用户模式

2.3.1信息过滤

新闻和出版物的个性化是建立在对用户自定义的信息进行分类的基础之上的，它包括：

·出版物定制；

·集体过滤器；

·联系方式；

·用户偏好。

出版物的定制指对某一出版物的选定，所以定阅信息将保存在相关的网页出版物服务器上。

集体过滤包含用户新闻条目的级别。它用于对用户的兴趣进行关联以便于向用户进行推荐。对于一种出版物而言，独立的单一过滤功能非常必要，保留两种过滤功能的原因主要有两个：同一出版物的订阅者所需要的信息的重复率比不同出版物的订阅者所需要的信息的重复率要高；集体过滤器将作为出版物的品牌的一部分，而不必在其它地方查找，因此集体过滤器将保存在相关的网页出版物服务器上。

联系方式包括姓名、地址、邮政编码、国家、城市、电话号码等等，这些信息将保存在网页注册服务器上。

用户偏好包括日期、时间、篇幅将以同样的方式保存。

广告的本地化是建立在读者的联系方式的基础之上，广告的定位是建立在读者的个人信息的基础之上的，如：生日、性别、婚姻状况、收入、职业、教育程度、年龄限制和收入限制等。

对于那些需要浏览个人信息来进行广告制作的用户，可以在相关网页注册服务器中访问这些信息。如果查找不到这些个人信息，可以利用用户的邮政编码来进行广告设计。

每个用户、笔、打印机、应用程序供应商以及应用程度本身都有自己唯一的识别符，它们之间的关系通过网页注册服务器来维持，如图21、22、23和24所示。为了注册方便，出版商将作为特殊的应用程序供应商而出版物本身是一种特殊的应用程序。

800的用户有权使用任何802打印机，每个打印机都不限制用户的数量。每个用户都有一个默认的打印机(66)，期刊将默认此打印机，页面的打印将通过正在与用户交互的打印机来打印。服务器将跟踪用户所指定的默认打印机。出版商并不记录打印机的ID，但在必要时，它可以解决这一问题。

当用户订阅(808)某一出版物(807)时，出版商(806)(即应用程序供应商803)将被授权向某一指定的打印机或用户默认的打印机输出。用户可以在任何时间授权。每个用户可以拥有几个笔(801)，但一只笔只针对一个用户。如果一个用户被授权使用某一打印机，那么此打印机将识别用户的所有笔。

笔的ID用于定位保存在某一网页注册服务器中的用户模式，它通过传统的DNS方法来实现这一功能。

网页终端809可以被授权向某一网页打印机输出，并允许在浏览万维网时将选定的页面在最近的网页打印机上打印。

网页系统可以代表打印机供应商从出版物打印所获收益中提取一部分费用。这一费用包括广告费、点击费、电子商务费用和交易费。如果用户拥有此打印机，那么此用户就是打印机的供应商。

每个用户都拥有一个网页账号820来记录负债关系(如在文章前面所提到的)；联系方式815包括姓名、地址和电话号码；全球性偏好816包括个人资料、交付和本地化设置；任何生物统计记录817包含用户的解码签字818以及指纹819等；系统将自动保存字体模块；以及可以实现电子付款的SET缴款卡账号821。

2.3.2收藏夹

网页用户可以保留自己喜欢的文件夹922，它与有用的文件相链接。此文件夹由系统替用户保存。此文件夹的管理与924文件夹相同，建议配置见图41。

2.3.3历史记录

系统为用户保存历史记录929，它包含与文件的链接。用户可以通过网页系统来访问。它是通过日期来管理的，其配置见图42。

2.4智能化页面设置

网页出版物服务器自动根据用户的个性化条件来进行页面设置。由于大多数广告以长方形的格式存在，所以它们会附加在编辑内容之上。

对于版块的个性化页面，其广告比例可能差别很大，系统将自动计算其比例。这种逻辑算法将尽量使编辑内容与广告内容结合的更加紧密，比如屋顶材料的广告会出现在“自己动手维修屋顶”的文章上。

为用户提供的编辑内容包括文本和相关图像，图形将根据不同的美学要求来设置。

页面设置确定后，整个过程包括广告的选择和编辑内容的选择将重复操作以便于更好地满足用户对版块大小的偏好。版块大小偏好可以为平均值，也可以为每日一新。

2.5文件格式

文件设置完成后将进行编码以便于发行并保存在网页网络中。

运行机制的第一步是将用户的专用信息与用户的共同信息分离。用户的专用信息包含页面的版面。用户的共同信息包含页面版面所指定的图像、图形、文本等。

文本的格式是使用XSL编写的XML格式。XSL能够更加精确地控制页面设置所要求的格式。文本对象包含内置的语言编码以便于完成自动翻译，同时它还包含内置的连接符提示以便于进行段落格式的设定。

图像对象可以对JPEG2000压缩格式进行编码。图形对象可以对SVG格式的二维图形进行编码。

文件版面本身包含一系列的图形对象、链接的文本流对象(文件对象通过它流动)、超链接以及上文提到的输入字段。这些版面对象详见表3。版面所使用的格式便于发行和保存。

表3网页版面对象

版面对象	性质	链接对象的格式
			图像	位置	—
图像对象ID	JPEG2000
		图形		位置	—
图像对象ID	SVG
			文本流	文本流ID	—
区位	—
		可选文本对象ID		XML/XSL

超链接	类型	—
			区位	—
	应用程序ID	—
			区域	类型	—
含义	—
		区位		—
水纹	区位				—

2.6文件发行

如上文所述，为了方便发行和在网页网络中保存文件，用户定义的页面版面应该与它所指定的共享对象分开。

在准备发行一个已被订阅的出版物时，在网页ID服务器(12)的帮助下，网页出版物服务器将向每个网页，网页实例文件和文件实例分配唯一的ID。

服务器将给出一系列共享内容的优化子集，并且每一个子集给出一个多对应通道，此多对应通道将承载版面的共享内容，每个用户定义的版面都将以多对应通道的名称来进行标记。服务器通过相应的网页服务器将每个用户的版面点对应到用户的打印机上。点对应完成后，将共享内容对应到指定的通道上。点对应接收后，页面服务器将浏览页面版面所指定的多对应通道。在进行多对应的过程中，页面服务器和打印机从多对应流中提取版面定义的对象。页面服务器将永久保存接收到的页面版面和共享内容。

当打印机接收到页面版面所指定的所有对象后，打印机将重新创建整个版面然后打印。

在正常条件下，打印机打印页面的速度要比页面的传输速度快。假设每个页面有四分之一的部分是图像，而平均页面大小小于400KB，打印机在内存64MB及允许暂存的条件下能够保存100页以上页面。打印机的打印速度为每秒一页，它相当于每秒400KB或3Mbit，相当于在宽带网中最高的页面传输速度。

即使在不正常的条件下，如打印机缺纸，用户也能够在打印机100页内存填满之前将纸补充上。

如果打印机内存确已填满，则打印机不能使用多对应功能。这时网页出版物服务器允许打印机再次提出多对应申请。当收到申请或出现超时后，服务器将再次将相应的共享对象进行多对应。

打印文件时，打印机能够在任何时间从相应页面服务器调用版面和内容，从而形成与打印文档完全一样的副本。

2.7需求文件

当需要某一网页文件时，文件的个性化和交付可以在一定的时期内重复进行。如果不需要共享内容，则不需要使用多对应，文件将直接传输到指定打印机上。

如果需要的是非网页文件，此文件不进行个性化而直接通过特定的网页格式服务器将其按照网页文件的格式进行处理，然后交付。网页格式服务器是一种特殊网页出版物服务器。网页格式服务器具有多种因特网文件格式包括PDF格式和HTML格式。对于HTML格式，它可以使用更高打印页面分辨率并以多栏目和格式来显示万维网网页。它可以自动包含直接与该页面链接的所有万维网网页。用户可以把它设置为自己的模式。

网页格式服务器使用标准的网页模式，包括交互性和持续性。任何因特网文件，无论是内容还是格式都具备这一特性。网页格式服务器包含网页打印机和网页页面服务器中的格式，同时也包含万维网服务器中的网页系统。

3安全

3.1密码

密码用于保护存储和传送过程中的敏感信息，并且对交易的双方进行认证。主要有两种密码被广泛运用：隐私键密码和公共键密码。网页网络同时使用这两种密码。

隐私键密码即对称密码，它使用同一键来对信息进行编码和解码。需要进行信息交换的双方必须首先进行隐私键的安全交换。

公共键密码即非对称密码，它使用两个编码键。这两个编码键的关系是当使用一个编码键对信息进行编码时必须用另一个键进行解码。其中的一个键是公开的而另一个键是秘密的。公开键用于信息编码，秘密键用于信息解码。这时双方无需交换秘密键就可以安全地进行信息交流。为了保证秘密键的安全，通常由秘密键的所有者来制定公开键和秘密键。

公用键密码还可以用来创建数字化签字。秘密键的所有者可以为信息创建乱码，然后用秘密键为乱码编码，任何人都可以用公共键来为已编码的乱码进行解码从而看见秘密键所有者对此信息的签名。如果签名附加在信息上，那么信息的接收者就会知道此信息是真实的并且没有在传输过程中发生改变。

为了实现公共键密码的功能，必须有一个能够防止模仿的公共键发行手段。通常以资格证书和资格证认定的形式进行。资格证书认定指能够证实公共键与某人身份之间关系的第三方。资格证书认定通过检查身份文件来证实某人的身份，然后产生并标记一个包含此人身份的数字化资格证书。任何信任资格证授权的人都可以使用证书内的公共键并相信其真实性，这些公共键同时也是众所周知的。

在大多数交易环境中，公共键密码仅用于创建数字化签名并保证秘密键交换的安全。隐私键用于所有其它的用途。

在下面的讨论中，为了保证网页打印机和服务器之间信息交流的安全需要使用相关信息，实际情况是打印机拥有服务器的资格证书并根据资格认证提供的相关信息来进行认证，并使用资格证所提供的公共键与服务器交换秘密短期键，然后秘密短期键便可以用来对信息编码。秘密短期键正如其字面所述，其生命期非常短。

3.2网页打印机的安全

每台网页复印机在生产时都会被赋予一对唯一的识别器，识别器存储在打印机的只读存储器和网页注册服务器的数据库内。第一位ID62是公开的并仅用于识别网页网络中的打印机。第二位ID是秘密的并用于打印机在网络中的首次注册。

打印机安装完毕第一次与网页网络连接时，它会产生一个公共/私人键组合，保证秘密ID和公共键安全地传送到网页注册服务器。服务器将对比此秘密ID和保存在数据库中的打印机的秘密ID，如果两者吻合，则接受注册，然后产生和标记一个包含打印机公共ID和公共签名键的资格证书，此资格证书将保存在注册数据库中。

网页注册服务器能够作为网页打印机的资格认证机构是因为它能够访问秘密信息并利用此信息对打印机进行认证。

当用户订阅某一出版物后，网页注册服务器的数据库内便产生一条记录授权出版商将出版物打印到用户默认的或指定的打印机上。通过页面服务器发送到打印机的每篇文档都指向某一特定的用户而出版商则通过出版商的秘密签名键为此文档签名。注册数据库授权出版商使用的网页服务器负责将出版物发送给用户。网页服务器利用保存在注册数据库中的出版商资格证书中的出版商的公共键来核实签名。

可以通过网页注册服务器来申请在数据库中添加打印机授权，但是此申请必须通过注册到打印机的笔来进行。

3.3网页笔的安全

每只网页笔在生产时都会被赋予一个唯一的识别符，此识别符存储在打印机的只读存储器和网页注册服务器的数据库内。只能用笔ID61来识别网页网络中的笔。

一只网页笔能够“认识”多个网页打印机，并且一台打印机能够“认识”多只笔。笔与打印机之间的通讯是通过无线电信号来完成的，但此信号的频率必须在打印机允许的范围内。笔与打印机注册后，它们定期交换短期键。当笔向打印机传送数字化墨水时，此数字化墨水是通过恰当的短期键来编码。数字化墨水的传输是以不可读的形式进行。

每只笔都为它所认识的每一个打印机保存一个短期键，并通过打印机ID来进行检索。同样每台打印机都会为它所认识的每一只笔保存一个短期键并通过笔ID进行检索。笔和打印机都有很大的存贮空间，可以用来保存短期键，但此存贮空间是有限的，如果必要，它将删除一个最不经常使用的短期键。

当笔与打印机相遇时，两者将检验彼此是否认识，如果彼此不认识，那么打印机将决定是否应该假定其认识笔。这种情况主要是针对于此笔属于一个已经注册使用此打印机的用户。如果打印机准备认识笔，钽实际上不认识，那么打印机将启动一个自动的笔注册程序，如果打印机不打算认识笔，那么打印机将忽略此笔直到此笔被放入到收费碗中，此时打印机将启动注册程序。

除了公共ID之外，笔还包含一个秘密键交换键。此交换键在生产时也被记录在网页注册服务器数据库中。注册时，笔将自身的ID传送给打印机，然后打印机将笔ID传送给网页注册服务器。服务器将为要使用的笔和打印机创建一个短期键并安全地将此短期键发送给复印机，同时它还将传送已加密的短期键的副本和笔的交换键。打印机将此短期键保存在内部并通过笔ID来检索；检索后将已加密的短期键发送给笔。笔将此短期键保存在内部并通过复印机ID来检索。

虽然在笔注册协议中可以用假笔来模仿真笔，但只有真笔才能够对来自于打印机的短期键进行解密。

当从未注册的笔第一次注册时，它的用途将受到限制直到它与一个用户相链接。一只已注册，但是没有主人的笔只能用于申请和填写网页用户和笔注册表格；或者将笔注册给与笔直接链接的新用户；或者用于向已存在的用户添加一只新笔。

由于受到硬件性能的限制，笔只能用隐私键加密而不能用公共键加密。

3.4安全文件

网页系统支持安全文件如票据的交付。网页打印机包含打印水纹的功能，但此功能只限于那些被授权的出版商使用。出版商在其资格证书中标注其是否有打印水纹的权力，打印机可以通过资格证书来确认这一权力。

水纹打印程序利用可变式抖动字模在页面指定的区域打印水纹。背对背页面包含透视水纹区域，抖动字模在奇偶面水纹区可以产生一种干扰性效果，通过透视页面可以看到这一效果。

如果只观察页面的一侧则无法观察到这一效果，通过常规的方法复印，这一效果就会损失掉。

不能使用上文1.9节所描述的内置网页复印系统来复制安全文件，需要使用网页复制器来对网页进行复制。

安全文件通常作为电子交易的一部分。如第2节所述，用户在向网页注册服务器注册自然信息时就包括用户本人的照片。

对于安全的网页文件，接收者可以用通用的方法来进行核实。安全文件的唯一ID只有在文件的生命期内有效。安全文件ID的分配为不相邻，以免机会主义者进行预测。安全文件核实笔可以设计内置的核实失败信息反馈功能来加强简单的文件核实功能。

很明显无论是水纹还是用户照片从密码的角度考虑都是不安全的。它们只是为盗用者制造了一个障碍。在线文件核实程序，尤其对使用核实笔来实现这一程序仅仅是提高了一个安全级别，它不能完全防止盗用者的侵入。

3.5不可拒收性

在网页系统中，用户提交的格式被发送到格式处理器中并永久地保存在网页服务器中，所以接收者不可以拒收。

第4节中所描述的通过系统来完成电子付款对于收款方来说同样是不可拒收的。

4电子商务模式

4.1安全的电子交易(SET)

网页系统使用安全的电子交易(SET)作为其付费系统。由Master Card和Visa开发的SET系统建立在缴款卡的基础上，其名词解释更好地说明了这一点。系统基本上与所使用的账号类型无关。

在SET系统中，缴款卡持有者和已授权的交易人将得到包含他们公共签名键的资格证书。资格授权方将向缴款卡发行部门核实缴款卡持有人的详细注册信息，并向交易批准部门核实交易人的详细注册信息。缴款卡持有人和交易人分别在其电脑上安全地保存私人签名键。在付费过程中，这些资格证书将用于核实交易人和缴款卡持有人并准予双方进行交易。

SET系统目前还没有得到广泛的应用，部分原因是缴款卡持有人对键和资格证书进行维护的负担太重。过渡性的解决方法是将缴款卡持有人的资格证书保存在服务器中，而持卡人通过密码进行核实，这种方法取得了一定的成功。

4.2SET付款

在网页系统中，网页注册服务器在SET付款交易中扮演了网页用户(即缴款卡持有人)代理人的角色。

网页系统使用自然信息来核实用户的身份并准予使用SET系统。由于系统是建立在笔的基础之上，用户的自然信息为用户在线签名(包括随时间推移而产生的笔的位置和压力)。可以通过在笔内设计指纹传感器来利用指纹的自然信息，但这种方法成本较高。所使用的自然信息的类型只能影响自然信息的识别而不影响系统的授权。

进行SET付款的第一步是将用户的自然信息注册到网页注册服务器上，这一步需在特定的条件下进行，如在银行核实用户的身份的同时即可获取用户的自然信息。自然信息保存在注册数据库中并与用户的记录链接。用户的照片同样保存在这里并与用户记录链接。SET缴款卡持有人注册程序完成后，秘密签名键和资格证书便保存在数据库中，用户的付费卡信息也同时保存，这样网页注册服务器就会获得足够的信息以便于作为用户的代理人进行SET付款交易。

当用户提供自然信息来进行付费时，如：用户提供网页定单签名的自然信息，打印机便会安全地将定单信息、笔ID和此自然信息发送到网页注册服务器上。服务器将核实笔ID的用户自然信息，核实完成后服务器将代理用户进行SET付款交易。

4.3小额付款

网页系统包括一个小额付款机制，它可以用于对低价的文本打印以及版权文件的复制等项目收费，它还可以用来因打印广告材料对用户进行补偿，但这种补偿取决于向用户提供补偿的级别。

当用户进行电子商务注册时，将形成一个网络账号用来收集小额付款。用户将定期收到欠费通知。收到通知后，用户可以利用标准的付款机制来结算。

网络账号可以用来收集期刊的费用。如果费用未付，用户同样也会收到欠费通知。

4.4交易

当用户调用特定应用程序文本网页时，此应用程序能够在此网页中加入一个交易ID55。随后进行的网页输入都会用此交易ID进行标记，同时应用程序能够创建一个背景以便于用户输入。

如果输入页面并非用户指定页面，那么应用程序必须利用用户唯一的ID来创建一个背景。典型的例子就是在用户的虚拟购物车中已打印的目录网页中添加一项。为了保护用户的隐私，网页系统中用户唯一的ID60不会泄漏给应用程序。这样做的目的是为了防止不同的应用程序供应商进行数据关联。

实际上网页注册服务器是通过一个唯一的别名ID65(参见图24)实现用户和应用程序之间的匿名连接。当用户激活一个标有“注册”性质的超链接时，网页页面服务器便要求网页注册服务器将相关的应用程序ID64和笔ID64翻译成别名ID65，然后ID65被提交给超链接应用程序。

应用程序将保留利用别名ID进行检索的状态信息以便于必要时恢复用户专有的状态信息而不需要调用用户的身份信息。

系统还为每一个用户应用程序保留一个独立的资格证书和秘密签名键，这样就可以利用应用程序的信息来代替用户签署应用程序的交易。

为了帮助系统激活UPC超链接，系统记录了针对任一产品，用户所喜欢的应用程序。

每个应用程序都与一个应用程序供应商相关，系统为每个应用程序供应商保留一个账号以便于计算应付给供应商的点击费。

应用程序的供应商可以是期刊的出版商。系统将记录用户订阅出版物的意愿以及期望的出版频率。

4.5资源描述和版权

建议的资源描述分类示意图见图40。

每个文件或内容对象都可以用一个或多个描述842进行描述。资源描述使用“都柏林蕊”元数据，它是专门用来发现电子资源的。“都柏林蕊”元数据符合W3C RDF(万维网共同体资源框架)的要求。

资源描述可以识别版权所有人920。当用户打印版权文件时，网页系统自动将版权费用从用户转移给版权所有人。

5通信协议

通信协议用于定义实体之间的信息交换规则。在网页系统中，笔、打印机和服务器等实体利用协议来实现用户与网页系统的交互。

每个协议都可以用序列图来表示，在此序列图中水平坐标表示信息流，垂直坐标轴代表时间。每个实体都可以用一个包含实体名称的长方形和一个代表实体生命线的垂直条来表示。在实体存在的时间段内，生命线用破折号线来表示。在实体处于激活状态的时间段内，生命线用双线来表示。由于这里所指的协议并不会创建或破坏实体，所以一旦实体停止加入协议其生命线就会缩短。

5.1订阅交付协议

首选的订阅交付协议模式见图43。

如有大量的用户订阅期刊，可以设计成不同的用户版本，但用户也可以共享文本对象和图像对象。订阅交付协议通过点对应将文件结构传给各打印机，也可以通过多对应共享内容。

应用方(即出版方)首先从ID服务器12处获得一个文件ID51。然后将各文件结构包括文件ID和各页说明发送到页面服务器10，由它负责文件新的分配地址，包括应用方本身的ID64，订户别名ID65以及相关的一套多对应通道名称。信息的签名使用秘密签名键。

页面服务器利用应用方ID和别名ID从注册服务器中获取相关的用户ID60、用户选择的打印机ID62(打印机可由用户明确地选择，也可以是用户的缺省打印机)和应用方资格证书。

应用方资格证书允许页面服务器查验信息署名。如果申请ID和别名ID没能共同确认署名808，则页面服务器对注册服务器的请求失败。

页面服务器将文件和页面实例ID、页面的说明、包括页面ID50以及一套多对应通道名分配给打印机。

页面服务器回到应用方新ID等待调用。

应用方通过相关页面服务器把所有的文件结构分发给订户选择的打印机，然后将各共享目标的子集传送到先前选择的多对应通道上。页面服务器和打印机监视多对应通道并接受其内容，并能够将先前的点对应文件结构定位。这样，页面服务器就可以把完整的文件放入数据库，打印机也可以打印文件。

5.2超级链接激活协议

首选的超链接激活协议模式见图43。

当用户用网页笔点击网页时，网页笔将点击传送到最近的网页打印机601。用点击确定页面和页面的某一部分。打印机从笔的连接协议中获知笔的ID61。

打印机通过DNS来确定处理页面ID50的页面处理器10a的地址。如果用户最近与该页有过交流，则地址可能已经在用户的高速缓存中了。然后打印机把笔的ID、打印机ID62、页面ID和点击位置传送给页面服务器。

页面服务器储存由页面ID确认的页面说明5并确定输入单元的区域58。假设相关的输入单元为超链接844，页面服务器就会获得相关的应用ID64和链接ID54，并通过DNS来确定应用程序71的应用方服务器的网络地址。

页面服务器利用笔ID61从注册服务器11处得到相应的服务器ID60，然后分配一个唯一的超链接请求ID52，并建立一个超链接请求934。超链接请求见图44。超链接请求会记录请求用户和打印机的ID并确认点击的超链接实例862。然后，页面服务器把它自己的服务器ID53、超链接请求ID和链接ID发送到应用方。

根据应用方逻辑，应用方生成一个响应文件并从ID服务器12处获得一个文件ID51。然后，应用方把文件、请求页面服务器ID和链接请求ID发送给负责文件新ID的页面服务器。

次级页面服务器把超链接请求ID和应用方ID发送到第一页面服务器以便获得相应的用户ID和打印机ID62。如果超链接请求过期，第一页面服务器就会拒绝请求。

次级页面服务器分配文件实例和页面ID50，并将新分配页的ID返回到应用方，然后将完整的文件放入它自己的数据库，最后把页面的说明发送到指定的打印机。

超链接实例可以包括一个交易ID55，这种情况下，第一页面服务器在发送到应用方的信息中包括了交易，这样应用方就获许为超链接的激活建立起一个交易专用的背景。

如果超链接需要用户别名，即设定了“需要别名”的用户属性，然后第一页面服务器将笔ID61和超链接应用方的ID64发送到注册服务器11上，这样就可以得到与笔ID相应的用户ID和与应用方ID和用户ID相对应的别名ID65。第一页面服务器在发送到应用方的信息中包括别名ID并允许应用方为超链接的激活建立一个用户专用的背景。

5.3书写识别协议

当用户用网页笔在网页上书写时，笔就将笔划与最近的网页打印机相关联。笔划可识别页面和页面上的路径。

打印机用常规方法将笔ID61、打印机ID62、页面ID50和笔划路线发送到页面服务器10。

页面服务器储存由页面ID确认的页面说明5并确定输入单元区域58。假设相关的输入单元是文本字段878，页面服务器就将笔划附在文本字段的数字化墨水上。

文本字段在经过一段休止状态后，页面服务器将笔的ID和待处理的笔划发送到注册服务器11进行编译。注册服务器可识别笔的用户，并使用用户习惯的字体模式822将笔划编译为文本。一旦笔划转化为文本，注册服务器就将文本转回到调用方页面服务器。页面服务器将这个文本附到文本字段上。

5.4签名确认协议

假设与笔划交互的输入单元为签名字段880，页面服务器10就将笔划附在签名字段的数字化墨水上。

签名字段在经过一段休止状态后，页面服务器就会将笔ID61、待处理的笔划、与签名字段所在的表格相关的应用方ID64、表格ID56和表格内容的当前数据发送到注册服务器11进行确认。注册服务器确认笔的用户并利用用户签名的自然信息818来核实用户的签名笔划。一旦得到确认，注册服务器利用应用方ID64和用户ID60来核实用户秘密签名键。然后用此键生成一个表格数据的数字化签名并将数字化签名发送到调用方页面服务器。页面服务器将此数字化签名分配到签名字段，并冻结相关表格的字段状态。

数字化签名包含用户的别名ID65，这便允许使用一个表格来捕获多个用户的签名。

5.5表格提交协议

首选的表格提交协议模式见图46。

表格的提交通过激活一个超链接而产生。它符合5.2节的规定并增加了一些表格专用的功能。

对于表格超链接，页面服务器10发送到应用方71的超链接激活信息也包含了表格ID56和表格的当前数据内容。如果表格包含签名字段，应用方可以通过调出别名ID65核实，这是因为ID65与相应数字签名相关并能从注册服务器11中获取相应的资格证书。

5.6佣金支付协议

首选的委托付费协议模式见图47。

在电子商务环境下，从应用程序供应方到出版方的费用和佣金可以通过点击鼠标、交易和买卖的方式进行。出版方和打印机供应方的费用佣金和委托佣金也可以支付。

超链接利用ID52实现从应用程序应用方70a(如商家)向应用程序供应方70b(即出版方)付费，以及从资源供应方70b向打印机供应方72付费。

如5.2节所示，当超链接第一次激活时，应用方从页面服务器10处收到超链接请求ID。当应用方需要了解应用程序供应方的信用情况时，它将应用程序供应方的信用情况和超链接请求ID发送到原始页面服务器。页面服务器用超链接请求ID确认应用程序应用方，并将信用证明，应用程序供应方的ID64，它本身的服务器ID53和超链接请求ID发送到相关的注册服务器11。注册服务器证明此应用程序供应方帐号827的信用并通知应用方。

如果应用方需要打印机供应方出示信用证明时，将打印机供应方的信用证明和超链接请求ID发送到起始页面服务器中。页面服务器利用超链接请求ID确认打印机并将信用证明和打印机ID发送到相关的注册服务器中。注册服务器证明相应的打印机供应方账号814的信用。

应用程序供应方可以得到应用方的确认通知，打印机供应方可以得到应用程序供应方的确认通知。

6.网页笔说明

6.1笔的机械结构

如图8和图9所示，笔的示数一般指定为数字101。笔包括一个模制塑料外套102，腔壁103以及一个内部腔104用于安装笔的零部件。笔顶端105在操作中可以旋转并固定在外套102的一端106上。半透明塑料壳107坚紧固在外套102的另一端108上。壳107也是一种模制塑料，用半透明材料是为了使用户看清外套102中LED的状况。壳107包括一个主要部件109，它完全地环绕外套102的108端；另外包括一个突出部分110，它固定在腔壁103相对应的狭缝111中，无线电天线112安装在外套102中的突出部分110上。螺纹线113A环绕在壳107上的孔ll3A上，用于配合金属端片114及其螺纹线115。可以通过移动金属端片114替换墨盒。

在PCB117上的三色LED116安装在壳107中。天线112也安装在PCB117上。为了观察方便，LED116安装在笔101的顶部。

笔即可以做为普通的标记墨水笔也可以做为无标记的输入笔。带有笔尖119的墨笔盒118和带有输入笔尖121的输入笔120紧挨着安装在外套102中。旋转笔顶部105，墨盒笔尖119或输入笔尖121可以通过金属端片114的开口端122送到前端。滑动块123和124分别安装在墨盒118和输入笔120上。操作时转动凸轮圆筒125紧固在笔端105上并随之转动。凸轮圆筒125包括在筒壁181狭缝中的凸轮126。从滑动块123和124伸出的凸轮随动机构127和128随着滑动块固定在凸轮狭缝126中。在凸轮圆筒125转动时，滑动块123或124相互移动通过金属端片114上的孔122伸出笔尖119或121。笔101有三种操作状态，通过将笔顶端105转动90°实现。

·输入笔120笔尖121伸出

·墨盒118笔尖119伸出

·两种笔尖都不伸出

第二PCB129安装在外套102中的电子底板130上。第二PCB129安装了红外LED131为表面射影提供红外辐射。图像传感器132安装在第二PCB129上接收来自表面的反射辐射。第二PCB129还安装了一个辐射频率芯片133，它包括RF发射机RF接收机，以及一个控制笔101操作的控制器芯片134。光学部件135(透明塑料制成)放在壳107中并向表面投射红外光柱而且接收到达图像感应器132的图像。电源线136将第二PCB129的零部件和安装在凸轮圆筒125上的电池触点137连接起来。终端138连接电池触点137和凸轮圆筒125。三伏可充电电池139放在凸轮圆筒125中与电池触点相接。感应充电线圈140固定在第二PCB129附近，通过感应给电池充电。第二PCB129还安装了红外LED143和红外光电二级管144，在输入笔120或墨盒118书写时探测凸轮圆筒125中发生的位移。这样可以确定笔尖119或121所用的力。红外发光二级管144通过安装在滑动块123和124上的反射器(未显示)探测来源于IRLED143的光线。

102外套末端108的橡胶履带板141和142用于帮助握笔101，顶部105还有一个夹子141以便夹在口袋中。

6.2笔控制器

在红外光谱范围内，邻近笔尖的区域中，笔101通过图像确定笔尖的位置。它从最近的位置标记中记录位置数据，并利用光学部件135和控制器芯片134计算从笔尖121或119到位置标记的距离。控制器芯片134通过图像化标记观察到的透视失真计算笔的方位和笔尖到标记的距离。

利用RF芯片133和天线112，笔101可以将数字化墨水数据(为高效传输做成加密包)传输到计算机系统中。

如果笔在接收器的范围内，电子墨水数据就可以按照其格式传输出去。当笔101超出范围时，电子墨水数据缓存在笔101中(笔101的电路包括一个缓存，保存笔在12分钟内运动中电子墨水的数据)并可以在随后传输出去。

控制器芯片134安装在笔101的第二PCB129中，图10表示出控制器芯片134的细节。图10还表示出RF芯片133，图像感应器132，三色LED116，红外显示LED131，红外力感应器LED143以及力感应器光电二级管144。

笔控制器芯片134包括一个控制处理器145。控制器芯片134部件间的数据通过总线146实现交换。此外还包括闪存147和512KB DRAM。模拟-数字转换器149用于将感应器光电二级管144的模拟信号转换成数字信号。

图像感应器接口152与图像感应器132连接。无线电收发器153和基带电路154与RF芯片133连接，RF芯片133包括RF电路155，RF共鸣器和连接到天线112的感应器156。

控制处理器145通过图像感应器132捕获并解码标记的位置数据，监视力感应器光电二级管144，控制LED116，131和143，并通过无线电接收器153处理小范围的无线电信号。它是一种中等性能(~40MHz)用于普通目的的RISC处理器。处理器145，数字接收器部件(接收器控制器153和基带电路154)，图像感应器接口152，闪存147和512KB DRAM148整合为一个单个的控制器ASIC。模拟RF部件(RF电路155和RF共鸣器及感应器156)分布在独立的RF芯片中。

图像传感器是带有红外过滤器的215×215的象素CCD。

笔101在不与表面接触时，在一段休止状态后控制器ASIC134进入静止状态。ASIC134和一个专门的电路150组合在一起，这个电路监视力传感器144并在笔休止状态时通过电源管理器151激活控制器134。

无线电接收器的波段通常是用于无线电话的900MHz或是用于工业、科学和医学的2.4GHz，而且通过探测频率的跳跃和冲突来避免通信干涉。

在一种配置中，笔利用IrDA接口与基站或网页打印机进行短程通信。

在另一种配置中，笔101包括一对安装在笔101轴上的一对正交加速度计。加速度计190见图9和图10的虚框。

加速度计使笔101在不涉及表面位置标记时就能感应运动，位置标记可以在低等级中做为样本。各位置标记的ID就可以确认感兴趣的目标而不是表面的某个位置。例如，如果目标是用户接口输入项(如一个命令键)，则在输入项区域的各位置标记ID可以直接确认输入项。

由加速度计测量的x向和y向的加速度结合时间生成瞬时速率和位置。

因为不知道笔划的起始位置，只能计算笔划中的相对位置。尽管对位置的集中处理使感应到的加速度增加了错误，但加速度计有很高的处理能力，而且，在一次笔划过程中积累的错误的很少的。

7.网页打印机说明

7.1打印机机械构造

图11展示了垂直安装的打印机601。如图12和13所示，它采用信纸/A4型号介质使用双向的81/2Memjet打印机械602和603。纸604通过双向打印机械602和603，纸的两端同时打印，纸轨笔直而且色彩完整。

整合组件605在每张打印纸边加上了一条胶，如果按压下去就会与前页粘合。随后生成的粘合文件618可以是从1页到几百页。

可替换的墨水盒627在图13中与双向打印机列在一起，它有小的空间盛放定色剂，胶水，以及青色、紫色、黄色、黑色的颜料和红外墨水。墨盒还包括一个微型空气过滤器。这个过滤器通过一个软管639与空气泵638相接。过滤到打印头的空气可以防止微粒进入到打印头350，避免阻塞打印头咀。由于空气过滤器与墨盒结合在一起，过滤器的寿命会直接影响到墨盒的寿命。墨盒是完全回收产品，可以打印3000页(1500张)。

按图12所示，机动的介质卷起滚筒组件626直接推动介质盒的顶部纸张通过在第一打印机械602的纸传感器并进入双向Memjet打印头组件。沿着纸张的直线轨迹，两个Memjet打印机械602和603的布局相对排列成一条直线。通过滚筒626纸张604被拖到第一个打印机械602。纸张604的位置和规格被检测出来。定色剂同时在尽可能短的时间内使颜料干燥。

纸张通过一套退出轮(沿着纸张直线轨迹)退出第一Memjet打印机械602。退出轮接触“湿的”打印表面并将纸张604送入第二Memjet打印机械603。

按图12和图12a所示，纸张604通过打印机械602和603进入粘合剂组件605。打印纸张在一个带电刺轮轴670与一个瞬时胶水轮之间通过，带电刺轮轴670包括纤维支撑滚筒和一个有刺轮的活动轴。可动的轴/胶水组件673安装在一个金属架上，通过凸轮轴的运动，组件673经过齿轮移动到与轴670相接的位置。一个独立的电机为凸轮提供能源。

胶水轮组件673带有特制的中空轴679，679通过转动与墨盒627的胶水供应软管相接。轴679与一个胶水轮相连，胶水轮通过径向孔，利用毛细作用吸收胶水。上有开口外套628罩着胶水轮。当组件673其余部分向前突出时，枢轴边块和弹簧外门就贴到金属架上并转到侧向。通过这个动作，胶水轮可以透过外套682的前部露出来。在休止状态下，拉簧关闭组件并盖上胶水轮。

当纸张604进入胶水轮组件673时，胶水进入粘合剂组件605并粘在纸张边缘。

7.2打印机控制器结构

网页打印机包括控制处理器750，网络存储模块625，无线电收发器(收发器控制器753，基带电路754，RF电路755，RF共鸣器和感应器756)，双重影像扫描处理器RIP)DSP757，双向打印机械控制器760a和760b，闪存658，64MBDRAM657，见图14。

控制处理器处理网络19和无线网络笔101的信息，传感帮助按钮671，控制用户接口LED613-616，向RIPDSP757和打印机械控制器760馈送并使二者保持同步。控制处理器包括一个中等性能的普通用途微处理器。控制处理器750通过一个高速系列总线659与打印机械控制器760联系。

RIPDSP扫描页面说明并压缩为网页打印机的压缩页格式。各打印机械控制器实时地将打印图像传给相关的Memjet打印头350(每分钟超过30页)。双向打印机械控制器同时在纸张两侧打印。

主打印引擎控制器760a和主QA芯片665和墨盒QA芯片761一起控制页面的传输并监视墨的使用。

打印机控制器闪存658保留处理器750和DSP757的软件和结构数据，在引导时间内，它们将被拷备到主存储器657中。

处理器750，DSP757，数字无线电收发器(无线电收发器控制器753和基频电路754)都被整合到一个控制器ASIC656中。模拟RF部件(RF电路755，RF共鸣器和感应器756)包含在RF芯片762中。网络接口模块是独立的，网页打印机允许网络以工厂或字段方式选择连接。闪存658和2×256M字节(64MB)DRAM657不在芯片中。独立的ASIC包括了打印机械控制器760。

每种网络接口模块都提供了一个网页网络接口751和一个当地计算机或网络接口752。网络网页互联网接口包括POTS调制解调器，HFC调制解调器，ISDN调制解调器，DSL调制解调器，卫星无线电收发机，当前和下一代的移动电话接收机，以及WLL无线电接收机。当地接口包括IEEE1284(串口)，10Base-T和100Base-T以太网，USB和USB2.0，IEEE1394(火警线)，以及各种用户网络接口。如果在当地网络中互联网连接是有效的，则当地网络接口可以用作网页网络接口。

无线电接收器753使用通常为无线电话所用的900MHz波段，或是使用ISM常用的2.4GHz波段，并通过对频率跳跃和冲突的探测避免通息干扰。

打印机控制器可以选择利用IrDA接口接收来自网页照相机等设备的数据。在有一种配置中，打印机利用IrDA接口与配置合适的网页笔进行短程通信。

7.2.1光栅化和打印

如果主处理器750收到并检验了文件的页面布局和对象，则在DSP757上运行RIP软件。

DSP757将各页面进行光栅化处理并压缩光栅化页面的图像。主处理器将各压缩页面的图像存入存储器。导入多个DSP的最简单办法是令DSP光栅化处理一个单独页面。因为光栅化页面的任意数一般都能存入内存，因此DSP总能保持工作状态。在光栅化小的文件时，这个方法只能进入低质的DSP。

页面说明中的水印区光栅化为一个两级的位图，这个位图几乎没有损耗地压缩为极小的规格并构成为压缩页面图像的一部分。

主处理器750将背对背的页面图像转到双向打印机械控制器760。各打印机械控制器760将压缩页面图像存入当地的存储器中，并启动页面扩充和打印管路。页面扩充和打印需要管路传输，因为将整个114MB的两级CMYK+IR页面的图像存入内存是不可能的。

7.2.2打印机械控制器

打印机械控制器760的页面扩充和打印管路包括一个高速IEEE1394系列接口659，标准JPEG解码器763，标准4组传真解码器764，通用的半音器/合成器元件765，通用标记编码器766，线加载器/格式器元件767以及一个到Memjet打印头350的通用接口768。

打印机械控制器360以双重缓冲的方式工作。当一页通过高速系列接口659存入DRAM769时，前一储存页由DRAM769读取并通过打印机械控制管路。一页打印完毕后，存储的下一页开始打印，此时另一页已经存储进来。

第一阶段管路扩充(763处)JPEG压缩的CMYK层，扩充(764处)4组传真压缩两级黑色层，并按照1.2节中确定的标记格式移交(766处)两级网页标记层，这些都是平行进行的。第二阶段高频振动(765处)CMYK层，并合成两级黑色层和发生的两级CMYK层。通过一套线缓冲器将合成的两级CMYK+IR点数据进行缓冲并将其格式化(767处)，以便打印到打印头350上。绝大多数的线缓冲器存储在非芯片DRAM上。最后一个阶段通过打印头接口768，将六道的两级点数据(包括定色剂)打印到Memjet打印头350上。

当几个打印机械控制器760协调使用时，比如在双向打印配置下，它们同时通过共用线路信号770。只有通过外部主/从针771选择的打印机械760将产生的线路共用信号770加入到共用线路中。

打印机械控制器760包括一个低速处理器772，它使页面扩充和传输管路同时进行，通过一个低速系列总线773设置打印头350，并控制步进马达675，676。

网页打印机在8版式时，两个打印机械沿着页长的方向每分钟打印30个信纸页，1600dpi时线速率为8.8kHz。网页打印机在12版式时，两个打印机械沿着页宽的方向每分钟打印45个信纸页，线速率为10.2KHz。当前设计的线速率已经超过了30KHz，但这些线速率对于Memjet打印头的操作频率是可行的。

8、打印驱动器控制器和标记编码器

如下所述，一个标准的12英寸打印头宽度是由一个或多个PEC来控制的，以实现A4页和信纸页的全洇渗打印。在当前的打印环境中，通常认为最多有六个彩ink通道。它们是：

·CMY——用于正常的彩色打印

·K——用于黑色文本和其它的黑色打印

·LR(红外)——用于网页打印

·F(固色剂)——实现高速打印

由于打印机要能够快速打印，所以在高速打印时，要用固色剂在下一页打印完成前将墨水吸干，否则各页可能会彼此洇渗，在低速打印环境下，不需要固色剂。

可以在一块单个的芯片上置入一个PEC来与打印头连接，它将包括四个基本层次的功能。

·通过串口(例如IEEE1394)来接收压缩的页。

·生成一个压缩形式的页打印驱动器，该打印驱动器的功能包括扩展页图像、轮廓页的浓淡处理，在C层上方合成黑色层及将产生的图像发送给打印头。

·控制打印头和步进电机的打印控制器。

·用于与两QA(质量保证)芯片通信的两个标准的低速串口，注意必须有两个口而不是一个，以确保在确认过程中的高可靠性。

图48中描述了一个文挡从计算机系统中传送到打印页过程中的数据流动：在411处接收到一个文挡并且将其载入存储器412中以形成页面，而且可能还要加入所需的数据和程序；存储器412中的页在413处光栅化，并且在414处压缩后传送到打印驱动器控制器410；打印驱动器控制器410接收到的页是压缩形式的双层页图像，存放到存储器缓冲器415中；由415中再提供给扩展器416，扩展器416是搜索页面的去处。可以对417处的任意轮廓层进行任意震动调节，在418处的轮廓层上与419处的红外标记符一起合成任意的黑色双层层。合成的页数据在420处打印，得到页421。

打印驱动器/控制器提取压缩的页图像开始进行页扩展并且以列队方式打印，页扩展和打印优选列队方式进行的原因是在存储器中存放一个这样大的双层CMYK+IR页是不现实的。

列队打印的第一步是扩展一个JPEG格式压缩的轮廓CMYK层(见下)；扩展一个Group4传真格式压缩的双层振动显示阵(见下)；及扩展一个Group4传真格式压缩的双层黑色层(见下)，所有扩展操作都是并行的。第二阶段用由振动显示阵选择图选择一个振动显示阵来振动调节轮廓CMYK层，并在生成的双层K层上合成双层黑色层。与此同时，标记编码器对压缩格式的页图像中的双层IR标志符数据进行编码，在任意C、M、Y、K或IR通道中每一个需要的点位也生成一个固色层。最后一步是通过打印头接口来打印双层CMYK+IR数据(见下)。

图49描述了整个打印机系统层次结构中打印机驱动器/控制器是如何安装的，打印机系统的各部件包括：

·一个打印驱动器/控制器(PEC)。一个PEC芯片410或芯片组负责接收压缩格式的页图像并存放到存储器缓冲器424中、执行页扩展、黑色层合成及将点数据发送至打印头423。该PEC也与QA芯片425、426通信，并可以搜索打印头字符的以确保最优打印效果。PEC是本说明书的主题。

·存储器缓冲区，存储器缓冲器424是用来存储压缩格式的页图像，以及用在在打印一个特定页过程中的擦写操作。精通技术的人都会了解存储器缓冲区的构造和工作原理，而且在使用我们开发的PEC的过程中可能会用到许多标准芯片及其使用技巧。

·主QA芯片425是与可更换的墨盒QA芯片426是互相匹配的。精通技术的人都会了解QA装置的构造和工作原理，而且在使用我们开发出的PEC过程中可能会用到许多熟知的QA过程，例如，既将发行的《美国专利应用》中描述的QA芯片。

美国的序列号	我们的编号	我们的名称
			TBA	AUTH01	确认协议及系统
09/112,763	AUTH02	保护芯片免受IDD波动冲击的电路
			09/112,737	AUTH04	保护芯片上的存储器(Flash和RAM)的方法
09/112,761	AUTH05	制作防删改芯片的方法
			09/113,223	AUTH06	确定实际定位的系统
TBA	AUTH07	确认协议及系统
			TBA	AUTH08	确认协议及系统
09/505,003	AUTH09	可耗的验证协议和系统
			09/517,608	AUTH10	可耗的验证协议和系统
09/505,147	AUTH11	可耗的验证协议和系统
			09/505,952	AUTH12	非法修改存储在Flash中的值
TBA	AUTH13	用于安全数据操作的系统
			09/516,874	AUTH14	预防电源攻击的验证芯片
TBA	AUTH15	屏蔽安全数据的操作

由于QA芯片通信在扩展图像及驱动实际打印头的过程中发挥作用，所发最好将其归入到PEC芯片的整体功能中，通过定位QA芯片的通信可以确认是否有足够的墨水来打印页。最好用一个验证芯片来执行嵌入打印头组件中的质量保证，这是由于它是一个主芯片，只存放确认密码而不存放用户数据。但它必须与墨盒的QA芯片相匹配，墨盒中的QA芯片存放支持最佳打印机质量所需的信息，而且是用一块验证芯片来执行的。

最好用一个64兆位(8兆字节)存储器来存储压缩格式的页图像，在向缓冲器写一页的同时，读取另一页(双缓冲)。此外，在打印一个页的过程中，PEC利用存储器来缓冲计算出的点信息。在打印第N页过程中，缓冲区用于：

·读取压缩页N

·读和写第N页的双层点信息

·写第N+1个压缩页

最好在一个PEC芯片中加入一个简单的微处理CPU核心435来执行下面的功能：

·执行打印页之间的QA芯片确认协议

·在打印过程中驱动并口589的步进电机(步进电机需要5KHz进程)

·在打印过程中使PEC芯片的各部分同步

·提供与外部数据请求接口的工具(编程寄存器etc)

·提供与打印头段低速数据请求接口的工具(例如读取特征描述矢量和写脉冲轮廓)

·提供一个向外部DRAM写人物和风景标记结构的工具

由于所有的图像处理都是由专门的硬件来执行的，不需要由CPU来处理像素，所以，可以选一个简单的CPU，许多通用的CPU核心都适用：它可以是任何处理能力和速度能够满足所需的计算和控制功能的处理器核心。例如：运行频率为1MHz的philips8051微处理器就可以。与CPU核心435相关联的可能是一个编程ROM和一个小的编程可擦写RAM，CPU与PEC芯片内的其它单元通过存储器映射的I/O来进行通信。特定的地址范围可以映射到特定的单元，而且在每个范围内映射到该特定单元内的特定寄存器，串口和并口都包括在内。可以在PEC芯片中加入一个小的编程FlashROM，其容量大小取决于所选取的CPU，但不应大于8KB。同样，可以在PEC芯片中加入一个小的可擦写RAM区域。由于程序代码不需要对图像进行操作，所以不需要很大，RAM的大小也取决于选取的CPU(例如，堆栈机构、子程序访问协议及寄存器的大小等)但不应大于2KB。

我们在上面提到了的基于段的页宽打印头，使用该打印头的PEC芯片在复制黑色时能够达到全点分辨率(通常为1600dpi)，但运用半色调复制为C彩色时，分辨率会低一些。因而将页描述分成一个黑色双层层和的双层层和一个轮廓层，根据定义，黑色双层层是在轮廓层上合成，黑色双层层由每个像素包含1位暗度的位图构成，该黑色层的分辨率是打印机点分辨率的一个整数因数，最高为1600dpi，即打印机的全点分辨率；轮廓层由一个每像素包含一个32位CMYK色彩的位图构成，其中K是任选的。轮廓图像的分辨率是打印机点分辨率的一个整数因数，单个PEC在12英寸上的最高分辨率为320dpi，即打印机点分辨率的五分之一。如要求更高的轮廓分辨率，就需要有多个PEC，每个PEC生成输出页的一条。轮廓分辨率通常也是黑色双层分辨率的一个整数因数，以简化RIP中的计算，但这并不是必须的。黑色双层层和轮廓层都是压缩格式，以提高打印机内存中的存储效率。

图50中可以看到打印驱动器的结构，打印驱动器的页扩展和打印列队是由一个高速串口427(例如，标准的IEEE1394接口)、一个标准JPEG编码器428、一个标准的Group 4传真格式编码器、一个客户半色调器/合成器单元429、一个客户标记编码器430、一个行程序载入器/格式化器单元431及一个到打印头433的客户接口432组成。编码器428、588和编码器430中生成的数据被缓冲到半色调器/合成器429。

标记编码器430按照与页操作相关的协议来建立一个或多个红外标记，但标记的实际内容不是我们要介绍的主题。

打印驱动器以双缓冲方式工作，在之前载入的页由DRAM434中读出后通过打印驱动器通道的同时，经由总线586上的DRAM接口587和高速串口27将下一页载入DRAM34，当前一页打印完成后，刚载入的页变成了打印页，并且由高速串口427再载入一个新页。第一阶段，列队任意扩展一个压缩格式的JPEG轮廓(CMYK)层和两个Group4传真格式的双层数据流中的任意一个，这两个数据流一个是黑色层(尽管实际上PEC是不能分辨颜色的，而且可以将该双层层指向任意一种输出墨水)，另一个是遮盖层，用来选择起到轮廓振动调节作用的振动显示阵。在第二个阶段，与第一阶段同时进行，用IR或黑色墨水对标记进行编码以用于后面的打底。最后是第三阶段，振动调节轮廓层，在生成的双层振动调节后的层上合成位置标记及双层spotl层。最好对数据流加以适当的调节，以使打印头上的重叠部分平滑过渡，而且最好通过调节它来弥补打印头上的失效喷嘴。该阶段产生最多为6个的双层数据通道，注意不是6个通道都可以同时出现在打印头上，例如打印头上可以只有CMY通道，那么如果K进入CMY通道，IR就被忽略了。相反如果IR墨水不能打印(或仅为测试的目的)，那么可以在K中打印位置标记。通过一组行缓冲器来缓冲生成的双层CMYK-IR点数据以用于打印头的打印。最好可以将大部分行缓冲器置于芯片外的DRAM33。在最后阶段，由打印机头接口432来打印双层点数据的6个通道。

运用这种PEC的打印机系统采用压缩的方法，使数据流总是先于恒速运行的打印头。在分辨率为267dpi时，CMYK通道中数据的一个信纸页为26MB，轮廓图像适用于有损轮廓压缩算法，例如IPEG(见下)。以最高比率为10∶1的给定比率进行压缩，质量没有明显的损失，生成的压缩页为2.5MB。分辨率为800dpi时，双层数据的信纸页大小为7MB。像文件这样的连贯数据压缩比率较高，运用像Group4 Facsimile(见下)这样的无损双层压缩算法来压缩十点文本，当压缩比约为10∶1时，生成的压缩页为0.8MB。

经振动调节后，CMYK C图像数据变成一个114MB的双层数据，下面提到的双层压缩页图像格式利用了有损JPEG传真压缩和无损双层文本压缩两者的相对优点。这种紧凑的格式便于高效存储，而且非常简单以便在打印中直接实时扩展。由于文本和图像一般是不重叠的，所以正常页图像中最大的为2.5MB(即只是图像)，而最小的页图像为0.8MB(即，只有文本)，绝对最大情况下的页图像为3.3MB(即图像上有文本)，假定一个普通页的四分之一包含图像，那么该页图像大小为1.2MB。

Grop4传真(G4传真)解码器负责双层数据的解压缩，双层数据被限定为一种单一的Spot颜色(通常文本和线性绘图用黑色)和一个用于调节振动其后的轮廓数据(由JPEG解码器解压缩)的振动显示阵选择位图。输入到解码器输出的是解压缩后的双层数据的二个平面，解压缩后的双层数据被传送到半色调器/合成器单元(HCU)以用于列队打印中的下个阶段。由二个双层缓冲器为G4传真解码器和HCV之间的传递数据，每个解压缩后的双层层被输出到二个行缓冲器，每个缓冲器能够容纳一个12英寸最大预期分辨率的点行。有两个缓冲器就可以实现在HCU读取一个行缓冲器的同时，G4传真解码器写另一个线缓冲器。这点很重要，这是由于单个双层行通常低于1600dpi，所以必须在点和行两维上进行多次扩展——每输出600dpi点行扩展一次。

点色1是用来实现输出图像中一个单色平面的高分辨率点数据，轮廓层为图像提供足够的分辨率，而点色是针对象文本和线绘图形这样的应用(通常为黑色)。当用做文本和线绘图形时，通常压缩比超过10∶1，点色1使最优打印质量的分辨率达到1600dpi，因而每个行缓冲器共计2400字节(12英寸×1600dpi＝19200位)，

振动显示阵选择图最好应与轮廓分辨率相匹配，所以每个行缓冲器为480字节(3840位)，能以320kpi的分辨率存放12英寸的页。当选择图与轮廓分辨率相匹配时，通常压缩比超过50∶1。

为了支持：

·800dpi点色1层(通常为黑色)

·320dpi振动显示阵选择层

每秒一页的打印速度下，压缩带宽需求为9.05MB/秒(无论页宽为12英寸还是8.5英寸)；工作在最优打印速度下时(每秒30000线)，12英寸页宽和8.5英寸页宽的压缩带宽需求分别为20MB/秒和14.2MB/秒。如将解压缩后的数据输出到一个行缓冲器中，那么该G4解码器可以一次一个轻松地从每个输出中解压缩一行。数据从主存储器中经由DRAM接口直接送到G4传真解码器。压缩的数据量决定到外部DRAM的带宽需求，由于G4传真压缩是无损的，所以图像的复杂程度影响数据量，从而影响带宽需求。通常一个800dpi的黑色文本/图形层的压缩比超过10∶1，所以实现每秒一页的打印速度时，要求带宽为0.78MB/秒。与此相类似，一个典型的320dpi振动选择显示阵以超过50∶1的比率进行压缩时，要求带宽为0.025MB/秒，振动选择显示阵为320dpi和点色1为800dpi的最快打印速度配置分别要求1.72MB/秒和0.056MB/秒的带宽，所以总共为2MB/秒的带宽对DRAM带宽来说已足够用了。

G4传真解码功能是由G4传真解码器核心来执行的，有好多种G4传真解码器核心都适用：它可以是任何处理能力和速度能够满足所需的计算和控制功能的处理器核心。它必须能够处理通常在400dpi传真应用中所遇到的扫描宽度，所以许多核心要进行改动。

CMYK(或CMY)轮廓层被压缩为一个平面的彩色JPEG位流，如果出于目录共享的目的、或者是出于色度二次抽样的目的认为亮度/色度分离有必要的话，那么将CMYK转换到YCrCb，而且对Cr和Cb进行适时的二次抽样。JPEG位流是完整的而且完备的，它包括所有解压缩所需的数据，包括量化和赫夫曼表。

JPEG解码器负责执行轮廓数据层的高速解压缩，输出到JPEG的数据最多为4平面的轮廓数据，通常是3个平面代表CMY轮廓图像，或4个平面代表一个CMYK图像。尽管通常所有的彩色平面为相同的分辨率，但每个彩色平面的分辨率也可以不同。轮廓层是从外部DRAM中读取的，JPEG解码器的输出是分割为各个平面的解压缩轮廓数据。解压缩后的轮廓图像被发送到半色调器/合成器单元(HCU)429，用于打印列队中的下一个阶段，用一个4平面轮廓缓冲器在JPEG解码器和HCU429之间传递轮廓数据。

解压缩后的轮廓数据的每个彩色平面被输出到两个行缓冲器(见下)，每个行缓冲器容量为3840字节，因而能在320ppi下支持12英寸的单色平面的像素，行缓冲可以实现在HCU读一个行缓冲器的同时，JPEG解码器可以写另一个行缓冲器。这点很重要，这是由于一个单个轮廓行通常小于1600ppi，因而必须对其在点和线两个方向上进行扩展。如果缓冲小于一个完整的行，JPEG解码器就不得不对同一行进行多次解码——每输出600dpi点线扩展一次。尽管支持多种分辨率，但在分辨率和可能的带宽之间有个权衡，当分辨率和颜色的数量增加时，带宽需求也增加。此外PEC芯片指定的段的数量也影响带宽和可能的分辨率。注意由于轮廓图像是以平面格式来处理的，所以每个彩色平面可以以不同的分辨率来存储(例如CMY的分辨率可以高于K平面的分辨率)。最高的轮廓分辨率为1600ppi(与打印机的全点分辨相同)。但输出行缓存只够存放支持12英寸长度的320ppi行的像素，职果要求以更高的分辨输出整个12英寸行，那就得有多块PEC芯片，但要知道在打印机上的最终输出将仍是双层的。以320ppi支持4种颜色时，打印速度为每秒一页时，压缩输出带宽需求为40MB/秒(无论带宽是12英寸或8.5英寸)，而在最高速度打印时，12英寸页带宽的压缩输出带宽需求分加为88MB/秒和8.5MB/秒，表5可以用来确定不同分辨率/颜色平面/页宽组合的带宽需求。

数据由主存储器中经由DRAM直接送到JPEG解码器，压缩的数据量决定到外部DRAM的带宽需求，随着压缩比率的增加，带宽需求减小，但最终输出图像的质量也下降。运用表5中所示的压缩比与输出带宽对应关系可以容易的计算出一个单色平面所需的DRAM带宽。例如，压缩比为10∶1、分辨率为320ppi的一个单色平面需要对DRAM进行1MB/秒的存取以现每秒生成一页的速度。

JPEG的功能是由一个JPEG核心来执行的，许多种JPEG核心都适用，它可以是任何具有足够的处理能力和速度来执行所需的计算的控制功能的核心，例如BTGX-Aach核心的压缩速度最高达140MB/秒，在最高打印速度下(1600dpi下每秒30000行)可以以最高400ppi的分辨率解压缩4色平面，打印速度为每秒一页时，最高可达800ppi。注意该核心只需要支持压缩，而不过多考虑JPEG压缩/解压缩核心的要求，后者更通用。核心的大小应不大于100,000门。由于解压缩后的数据被发送到一个行缓冲器中，所以JPEG解码器可以很轻松地一次一个解压缩彩色平面的一个完整行，因而省去了一个行解压缩过程中的背景转换，并且简化了JPEG解码器的控制。必须要保留4个背景(每个彩色平面一个)，而且还包括外部PRAM中的当前和相应的JPEG解码参数。

图51中，半色调器/合成器单元(HCU)429兼有两种功能：将轮廓层半色调调节为一个同样的双层形式和在相应的半色调调节轮廓层上合成点l双层层的功能。如果打印机中没有K墨水，那么HCU429能相应地将K转换为CMY，此外它还要用像素基线在一个像素上基于振动显示阵选择图中相应值的两个振动显示阵之间做出选择。发送到HCU中的输入包括：通过缓冲器437输入一个扩展的轮廓层(来自JPEG解码器单元)，通过缓冲器438输入一个扩展后的双层Spot1层，通过缓冲器439输入一个通常与轮廓层分辨率相同的振动显示阵选择位图，及通过缓冲器440输入一个全点分辨率的标记数据。HCU429对由外部DRAM434中读取的最多两个振动显示阵进行处理后，输出一组(最多6个)分辨率与打印机相同的彩色平面的双层图像行到441处行载入器/格式化器单元(LLFU)。通常，轮廓层是CMYK或CMY，双层点1层是K。

在图52中给出了详细HCU，启动后，HCU开始工作，直到探测到一个页结束条件或由其控制寄存器直接将其停下来。HCU任务的第一步是将缓冲平面中(例如441)接收到的所有数据在其各自的比例转换单元(例如443)转换为水平方向和垂直方向都与打印机相同的分辨率。比例转换是通过将一个数据在两维中都复制整数次来实现的，精通技术的人都会熟悉这种比例转换数据的方法。由于每个轮廓层的分辨率可以不同，所以它们是各自进行比例转换的。缓冲器445的双层点1层和缓冲器446的振动显示阵选择层也要进行比例转换。振动显示阵存取单元448利用比例放大的振动显示阵选择位从两个振动显示阵中选择一个单个的8位值，该8位值被输出到444、449和448四个比较器进行与特定8位轮廓层的简单比较，实际生成的振动显示阵取决于打印头的结构，精通技术的人都会熟悉其生成的一般过程。如果轮廓值大于或等于8位振动显示阵值，则输出1，如果小于则输出0，接着在452处将这些位与带有一个从边距单元457中得来的“页内”位的456进行AND运算(无论特定点是否在可打印的页域内)。HCU中的最后一个阶段是合成阶段，6个输出层中每一个都有一个单独的并点单元，例如456单元，每个单元有6个输入。每个并点单元的单个输出位上是一个任意或所有输入位的组合，这使得点颜色可以置入任意彩色平面中(包括用于测试的红外平面)、黑色融入蓝绿色、紫红色和黄色中(如果打印头中没有黑色墨水)，而且可以使标记点数据置入一个可见平面中，也很容易生成一个固色彩色平面。点重组单元(DRU)459负责提取用于一个特定彩色的生成点数据流，并且将其编为一个32位的量，所以输出是以段为顺序的，而段内是以点顺序组织的。由于重叠段的点不是以段为顺序生成的，所以需要重新整理，以使其尽可能小。

边界单元457给比例转换单元提供了两个控制位：进点和进线，进点位的作用是使状态机生成相同点数据的多重实例(对页边距有用，而且在Memjet打印头中建立一个重叠段的点数据)。进行位的作用是使状态机在一个特征点行完成后加以控制，根据打印机边距来截断数据，这样也省去了比例转换单元对特殊行进行逻辑操作的要求。

比较器单元包含一个简单的8位“大于或等于”比较器，它用来确定8位轮廓值是否大于或等于8位振动显示阵值，如果满足，比较器单元提取两个8位输出生成一个单个的1位输出。

图53给出了并点单元的细节，它将将双层振动调节后的数据、点l颜色和标记数据转换到实际打印头中的输出墨水，每个并点单元提取6个一位的输入，产生一个代表该彩色平面输出点的一位输出。460处的输出位是一个任意或所有输入位的组合。这使点颜色可以置于任何输出彩色平面(包括用于测试的红外平面)，黑色融入蓝绿色、紫红色和黄色中(当打印头中没有黑色时)，而且标记数据置于一个可视平面中。简单地将所有的输入位结合就可以容易地生成一个用于固色的输出。并点单元包含一个6位颜色遮蔽层寄存器461，它被用做6个输出位的掩模，每个输出位与相应的颜色遮蔽层寄存器位进行AND运算，接着将得到的6位进行OR运算合在一起后形成最终的输出位。

图54中是点重组单元(DRU)，它负责提取一个特定颜色的生成点数据流，将其编为32位的量，使输出是以段为顺序，在段内以点为顺序。由于重叠段的点不是以段为有顺序生成的，所以需要重新整理，以使其尽可能小。DRU包含一个32位的移位寄存器、一个普通的32位寄存器及一个普通的16位寄存器。一个5位计数器用来跟踪当前已处理的位数，振动显示阵存取单元(DMAU)中输出的“Dot advance”(点进)信号用来对DRU发出指令，通知其应输出那些位。

图54中，每周期对寄存器(A)462进行记录，它存放着由并点单元(DMU)最近生成的32个点，每32个循环由一个简单的5位计数器产生的一个“WriteEnable”(写)信号，利用DRU状态机464将全部32位值拷贝到寄存器(B)463，寄存器(B)463中输出的16个奇数位(第1，3，5，7等位)被以相同的“WriteEnable”脉冲信号拷贝到寄存器(C)465中，接着由一个32位多路转换器466在下面3个基于状态机中输出的2位数据的输出中加以选择。

·从寄存器B中取全部32位的数据。

·由从寄存器A中取的16个偶数位(第0，2，4，6等位)及寄存器B中的16个偶数位组成的一个32位值。从寄存器A中取出的16个偶数位构成第0~15位，而从寄存器B中取出的16年偶数位构成第16~31位。

·由从寄存器B中取的16个奇数位(第1，3，5，7等位)及寄存器C中的16位组成的一个32位值。从寄存器C中取出的16个奇数位构成第0~15位，而从寄存器C中取出的16位构成第16~31位。

表1中可以看到DTU的状态机，它以状态0开始，每32个循环改变状态，在这32个循环中，由一个“noOverlap”位来收集这32个循环的所有点进位的AND值(第0周期时，noOverlap＝点进；第1到31个周期时，noOverlap＝noOverlap.AND.点进)。

表1DRU的状态机

状态	NoOverlap	输出	输出有效	注释	下个状态
						0	X	B	0	起始状态	1
1	1	B	1	正常的非重叠	1
						1	0	B	1	A包含第一个重叠	2
2	X	Even A，even B	1	A包含第二个重叠B包含第一个重叠	3
						3	X	C，odd B	1	C包含第一个重叠B包含第二个重叠

图53中的边界单元(MU)457负责将振动显示阵存取单元(DMAU)448发出的进点和进行信号转换为基于当前页的页边距的一般控制信号，它也负责产生一个页结束条件。MU用一个记录器记录通断的点和行，在页开始时都设为0，MU每从DMAU收到一个进点信号，点记录器就进1。当MU收到一个从DMAU中发出的进行信号，行记录器进位，而点进位器重置为0。每个循环都将当前行和点与页的边距进行比较，并以这些边距为基础给出相应的“进点”，进行和“在边界内”信号。只有DMAU对HCU有实质性的存储器需求。

除了与可打印页区域相关的间接定义外，每个页描述都是完整和完备的，从页描述到页描述所指的数据都不是分开来存储的。PEC是以振动显示阵和已建立起来的标记结构为基础的，但这些都不能当做一个一般页格式的一部分。

页描述由描述页的大小和分辨率的页眉和一个或多个描述实际页内容的页带组成。

表2中给出了页眉的格式。

表2页眉格式

字段	格式	描述
			签名	16位整数	页眉格式签名
版本	16位整数	页眉格式版本号
			结构大小	16位整数	页眉的大小
目标分辨率(dpi)	16位整数	目标页的分辨率；现有打印机是1600
			目标页宽度	16位整数	目标页的宽度，以点计
目标页高度	16位整数	目标页的高度，以点计

目标左空白	16位整数	目标左空白的宽度，以点计
			目标上空白	16位整数	目标顶部空白的宽度，以点计
标记符	16位整数	第0位是规定是否为本页生成标记(0＝不，1＝是)。第1位是规定标记定位(0＝人物，1＝风景)。第2位是规定固定的标记数据是应用PEC来解码、还是直接使用(0＝直接使用，1＝解码)。第3位是规定可变的标记数据是应由PEC来解码、还是直接使用(0＝直接使用，1＝解码)。其他的位是保留的。
			固定标记数据	128位整数	只有在设置生成的标记符时才有效(标记符的0位)如果标记符的第1位为“Clear”，那么固定标记数据的后120位包含有预先编码的固定数据。如果标记符的第1位是“set”，那么后面40位包含有未解码的固定数据，需要用PEC来编码。最上面的8位是保留的。
黑色比例转换系数	16位整数	从黑色双层分辨率的比例转换倍数(必须大于或等于1)。
			黑色页宽	16位整数	黑色页的宽度，以黑色像素计算
黑色页高	16位整数	黑色页的高度，以黑色像素计算
			轮廓彩色空间	16位整数	定义轮廓JPEG通道的数量，通常CMY和CMYK为3或4。
轮廓1比例转换因数	16位整数	从轮廓1的分辨率到目标分辨率的比例因数(必须大于后等于1)
			轮廓1页宽	16位整数	轮廓页的宽度，以轮廓1像素计

轮廓1页高	16位整数	轮廓页的高度，以轮廓1像素计
			轮廓2比例因数	16位整数	从轮廓2的分辨率到目标分辨率的比例因数(必须大于后等于1)
轮廓2页高	16位整数	轮廓页的宽度，以轮廓2像素计
			轮廓2页高	16位整数	轮廓页的高度，以轮廓2像素计
轮廓3比例因数	16位整数	从轮廓3的分辨率到目标分辨率的比例因数(必须大于后等于1)
			轮廓3页高	16位整数	轮廓页的宽度，以轮廓3像素计.
轮廓3页高	16位整数	轮廓页的高度，以轮廓3像素计
			轮廓4比例因数	16位整数	从轮廓4的分辨率到目标分辨率的比例因数(必须大于后等于1)
轮廓4页高	16位整数	轮廓页的宽度，以轮廓4像素计
			轮廓4页高	16位整数	轮廓页的高度，以轮廓4像素计.

页眉中包含一个签名和版本数据，使打印驱动器能识别页眉的格式，如果签名和/或版本数据丢失了或与打印驱动器不兼容，那么打印驱动器可以拒收该页。(颜色空间定义的是现在有多少轮廓层，通常用来定义轮廓是CMY还是CMYK。页眉定义了目标页的分辨率和大小，需要的话将是黑色和轮廓层整理为目标页，当黑色或轮廓比例系数与目标页宽或高的系数不同时，需要进行上述处理。目标左空白和顶部空白定义了可打印的页区域内目标页的定位。

标记参数定义的是否应为该页生成一个页标记和该标记应在什么方位生成(风景或人物模式)，此外还提供了固定的标记数据。

黑色层参数定义了双层黑色层的像素大小及对目标分辨率的整数比例系数。轮廓层参数定义了4个轮廓层中每个的像素大小及其对目标分辨率的整数比例系数。

表3给出了页带眉的格式。

表3页眉的格式

字段	格式	描述
			签名	16位整数	页眉格式签名
版本	16位整数	页眉格式版本号
			结构大小	16位整数	页眉的大小
黑色带高度	16位整数	黑色带的高度，以黑色像素计算
			黑色带数据大小	32位整数	黑色带数据大小，以字节计算
轮廓带高度	16位整数	轮廓带的高度，以轮廓像素计算
			轮廓带数据大小	32位整数	轮廓带数据大小，以字节计算
振动显示阵选择映射数据	32位整数	振动显示阵选择映射数据，以字节计算。如果数据＝0表明只有一个阵选择数据在使用中
			标记带数据	32位整数	未标出的标记，用字节计算。0表示没有提供标记

黑色(双层)层参数定义了黑色带的高度及其压缩的带数据的大小，大小可变的黑色带数据来自于页带头数据。轮廓层参数定义了轮廓带的高度、其压缩页数据的大小和相关的双层振动显示阵选择图，大小可变的轮廓带数据来自于黑色带的数据，大小可变的双层振动显示阵选择映射数据来自于轮廓带数据。

标记带数据是一组标记编码器所要求的标记数据半行，标记数据的格式可以从下面找到，标记带数据来自于振动显示阵选择图。

表4给出了大小可变的压缩带数据格式，它来自于页带头的数据。

表4页带数据格式

字段	格式	描述
			黑色带数据	G4传真位流	压缩的双层黑色带数据
轮廓带数据	FPEG位流	压缩的轮廓CMYK或CMY数据
			振动显示阵选择图	G4传真位流	标记符格式参见第9.2.2节

将带数据的每个大小可变段排列为一个8位的上下限。

图50中的标记编码器(TE)430提供了支持标记的功能，而且它通常.要求在打印头处要有IR墨水(尽管K墨水或其它的也可以用于有限环境中的标记)。TE将正在打印页的固定数据和特定的标记数据一起编码为一个可纠错的编码标记，该标记随后被以红外或黑色墨水打在页上，TE将标记置于一个三角形格内(见图55)，既能实现风景模式、也能实现人物模式的定位。基本标记是以1600dpi的分辨率给出的，而标记数据可以编码为任意成形的宏点(在1600dpi分辨率下，最小为1点)。

TE将下列各项做为输出：

·一个人物/风景符

·一个定义单个标记结构的模板

·大量固定数据位(为该页确定的)

·定义是否要对固定数据位进行编码还是视其为已编码数据的符号。

·大量可变数据位记录，其中每个记录包含一个特定标记行上标记的可变数据位。

·定义是否要对固定数据位进行编码还是视其为已编码的符号。

从标记编码器(TE)中输出的是一个需要打印标记数据的1600dpi分辨率的双层层，输出是经由一个一位宽的FIFO447(见图50和52)，图50中，该输出被HCU 429依次用做输入，之后最好用红外吸收性的墨水打印这些标记，这些标记就可以用标记测读装置读出来。由于黑色墨水是红外吸收性的，所以在页的不同空白区域使用黑色墨水，来实现特殊的功能。相反，可见的红外墨水可以用于在一个普通页的顶部上面打印位置标记。但是，如果使用红外墨水，必须注意保证该页上打印的其它信息是用红外透明的CMY墨水打印的，这是因为黑色墨水会遮蔽红外标记。最好用单色的方案，以使在模糊读取环境中动态范围最大化。

当用多个PEC芯片来打印一个页的同一面时，可能会出现由两PEC芯片各自生成一个单个的标记的一部分，这意味着标记编码器必须能打印部分的标记。

由于标记编码器(TE)输出的是1600dpi分辨率的双层数据，所以半色调器/合成器单元(标记数据的使用者)完全无法监视TE的内部操作。

虽然标记编码器(TE)的虚拟执行允许标记及固定和可变的数据部分具有各种结构，但TE的执行在特定的编码参数上指定了范围限制。表5列出了解码参数和范围限制。然而，这些限制范围是根据从最可能的编码情况中选出的缓冲器大小和寻址位的数中直接得出的。在其它的执行过程中，调节缓冲器的大小和相应的寻址以允许任意解码参数非常容易的。

表5解码参数

名称	定义	TE指定的最大值
			W	页宽	12英寸
S	表示大小	最小为2mm×2mm
			N	在标记的每维上的电数	384点(对于给定E的情况，最小为92点)
E	为标记数据进行冗余编码	以5∶10的比例进行Reed-SolomonGF(24)编码
			DF	固定数据的大小(未解码的)	40位
RF	冗余编码的固定数据的大小	120位
			DV	可变数据的大小(未解码的)	120位
RV	冗余编码的可变数据的大小	360位
			T	每页高的标记数	152(允许打包的2mm×2mmt标记)
M	宏点数	最小为1点

特别要注意每个标记中的固定数据和可变数据组件，固定数据组件是标记数据中是不变化的部分(但不是不变化的标记结构部分)，固定数据或者是由PEC芯片以未编码的形式读入然后在PEC芯片中编码、或者是以原样被读取和使用(因而固定数据应在外部完成冗余编码操作)。可变数据位是那些对每个标记来说可变的数据位，而且与固定数据一样，按实际需要在TE内进行冗余解码或就原样使用。

将数据位(固定的和可变的都算)变换为冗余编码位主要是通过使用的冗余码编码方法，选择Reed-solomon方法，是由于其能处理群组错误而且能运用冗余码的最小值来发现和纠正错误。Reed-solomon编码在lyppwns，H.，“Reed-Solomon Error Correction”，Dr.Dobb’s JournalVol.22，No.1，January 1997，Rorabaugh，C，Error Coding Cookbook，McGraw-Hill 1996，and Wicker，S.，and Bhargava，V.，Reed-SolomonCodesand their Applications，IEEE Press 1994.这几本书中有所论述。

目前标记编码器(TE)的功能实现中采用的是在伽罗瓦域GF(2⁴)上的Reed-solomon编码法。

符号大小为4位，代码字长度为60位的一个代码字包含15个4位的符号。在这15个符号中，5个是原始数据(20位)，10是冗余码位(40位)，这10个冗余码符号意味着我们最多能纠正5个错误的符号。每个标记全部的原始数据量为160位(40个固定的，120可变的)，经冗余编码后得到总共480位(120个固定的，360个可变的)的数据。

·每个标记包含最多40位的固定原始数据，因而需要2个代码字，固定数据的编码数据为120位。注意，对该固定数据的编码只需每页一次。

·每个标记中最多包含120位的可变原始数据，因而可变数据需要6个代码字，编码后的数据大小为360位。

TE向双层标记FIFO中写入一个双层标记位流，TE负责合并具有基本标记结构的编码标记数据，并将点以正确的顺序置于输出到FIFO中以用于随后的打印，由原始数据位生成编码标记数据，以使缓冲器的空间最小化。

在图55中可以看到用于人物和风景打印的标记设置。TE将标记488非常全理的以三角排列488，489和490打印在纸上，既包括风景定位492，也包括人物定位491。标记488，489和490的三角形网格再加上只限于两种打印(风景和人物)定位模式、以及标记的列和行没有重叠表明该标记设置过程被大大简化了。

在图56中可以看到一个普通标记设置事例，及其与各参数的依存关系。对于一个特定行的点来讲，该行上的所有标记都对应于一般标记结构的相同部分，该三角形的放置可以认为是可替换的标记行，其中一个标记行是由一个点维上的量插入的，而另一点行则由一个不同的量插入的。点标记间间距493在两标记行上都相同，但与行标记间间距494不同。

在表6和表7中更为正式地描述了这些参数，注意只需要一组参数——那些用于人物定位的。如果定位从人物改为风景，那么只需将标记高度和标记宽度及总的点和行参数简单交换一下就行了。

表6标记放置参数

参数

描述

限制条件

TagHeight	一个标记的边界框中点行的数	最小为1
			TagWidth	标记的边界框的一个单个行中点的数量，标记自身的点数将随着标记的形状而变化，但边界框中的点数是不变的(由定义)	最小为1
Dotinter-taggap	在点方向上从一个标记的边界框的边缘到下一个边界框的开始这段的点数	最小为0
			Lineinter-taggap	在行方向上，从一个标记的边界框的边缘到下一个边界框的开始这段的点行数。	最小为0
StartPosition	页(或带，当使用多个PEC时)中第一个点行和第一个标记行的开始位置的当前位置记录(见表10)，如果非标定的部分的尺寸增大超过了标记间间距，则要使用非打印标记。	见表10
			AltTagLinePosition	标记替换行起始位置的当前位置记录，点参数用于人物模式打印，线参数用于风景模式打印。	见表10

表7当前位置记录

名称	描述
		TagStateDot	0＝标记间间距内1＝标记内
TagStateLine	0＝标记间间距内1＝标记内
		LocalOffsetDot	标记间间距内或标记内的当前点位置，最小为0
LocalOffsetLine	标记间间距内或标记内的当前行位置，最小为0

TE使用几个特定的数据结构：

·TEOrientotion符，用它来确定页是用人物标记打印规则还是风景打印规则来打印。

·标记格式结构，它是一个详细描述固定标记结构的同属标记、可变数据位和固定数据位组成的模板，是由许多标记行结构组成的，标记内每个分辨率为1600dpi的行有一个TEOrientotion符。

·标记格式结构有两种——一种用于人物打印，一种用于风景打印。

·固定标记数据缓冲器。用于存放页上所有标记的冗余编码固定数据部分。(或当使用多个芯片时为一页的部分)。

·TagIsPrinted符，它是规定是否要打印一个特定的符号，指示编码器是否忽略掉标记格式结构而不输出标记的控制符。

·半行标记数据缓冲器，用于以特定行一半的形式存放标记的未编码数据和TagIsPrinted符(行是由该PEC芯片打印的条的宽度)。即使该PEC芯片只打印一个标记的一部分，也必须要有整个标记的数据。

·可变标记数据缓冲器，用于存放一个单个标记的冗余码编码可变数据。

下面详细介绍了数据结构，注意各种结构的大小是以标记编码参数(表5中所列)为基础的。需针对不同编码参数相应改变结构大小和相应的寻址位数。

TE既支持风景也支持人物打印，模式与联接到PEC的打印头的长度无关。正确进纸后，12英寸打印头可以以风景模式或人物模式打印信纸和A4纸，可以组合多个PEC芯片来打印任意大小的页，所以TE中包含一个确定标记定位的控制符。

表8 TEOrietation寄存器值

值	描述
		0	风景
1	人物

如表9所述每个10位记录是单独解释的，与状态信息无关，这点对于能够随机存取各记录尤其是在提供一个部分标记的一面时非常重要的(跨两个PEC)。

表9标记行结构中10位记录的解释

第9位	解释
		0	该点是基本标记结构的一部分，第8位中存放点输出值，其它8位是保留的应设为。
1	该点是从标记的数据部分得出的。后面9位用于确定使用的实际数据位，如果上面两位地址已设定，那么其余的7位用来确定页的120位编码固定数据的地址。如果前面两位地址没有全部设定，那么全部9位地址用来确定标记的360位编码可变数据。

由于标记格式结构TFS以行为基础的，在外部DRAM中存储有两种这样的结构——一种用于人物定位打印，一种用于风景定位打印。由TEOrientation控制符确定应使两者中的那一个，由于这两个标记格式结构是由存储于外部PRAM中的外部过程提供的，所以可以是任意不同的。然而实际上，旋转90°TFS所需的全部存储器容量为3840×TagHeight位，所需存储器最大时，标记高度为384，共180Kbytes，因而两个定位所需的最大总存储量为360K字节。

如图55所示，对于一个特定点行而言，该行上所有的标记都对应于相同的标记行结构，所以对一个特定的输出点行来说，只需要一个单个的标记行结构，而不是整个的TFS。双缓冲能实现在用现有的标记行结构描述当前标记行的同时从DRAM中的TFS读取下一个标记行结构，因而不管是那种定位，读一个标记结构数据行占用相同的DRM带宽。整个TFS可以存储在PEC芯片中，来进行高速循环，所以对TFS的存储量要求是一个芯片上的双缓冲的标记行结构(共3840位×2＝2680位，或960字节)再加上在外部DRAM中需要进行一次用于人物TFS和风景TFS的写操作，所以这不是问题。但在打印过程中读相应的TFS就是问题了。假定相邻标记在最坏情况下，每个输出行都需要读一个标记行结构，每个标记行结构为480字节，在每秒30,000行的最高打印速度下，TFS存在取数据量共计13.8M/秒。

固定标记数据缓冲器是一个120位数据的缓冲器，由7位来定址，该缓冲器存放页的标记数据的解码固定部分，每页或者直接由120位的原始固定数据输入对固定标记数据缓冲器进行一次写操作、或者在后面40位原始固定数据已经用Reed-solomon法编码后写一次。

TagIsRrinted控制符是规定是否应打印一个特定的标记，该控制符只有一位，经双缓冲后转换为2位。双缓冲可以实现在描述当前标记的同时确定下一个标记的TagIsPrinted符，因而TagIsPrinted是一个一位的控制符，其值如表10所示。

表10TagIsPrinted寄存器值

值	描述
		0	不打印标记，忽略TFS及标记固定和可变数据值，为标记边界框中的每个点输出0
1	按各标记结构的规定来打印标记

半行标记数据缓冲器中存放的未编码可变数据至多为一行中标记的一半，由于每行能够最多存放152个标记(在一个12英寸的长度上紧密的压缩上一个2mm×2mm大小的标记)，每个半行标记缓冲器最多存放76个标记。如图55中所示，为每个标记(如495，496，497等)分配128位，未解码数据501分配120位，TagIsPrinted498分配位，LastTagAsHalfLine控制符499分配1位，及6个保留位(设为0)500。因而单个缓冲器的容量为9728位(1216字节)，为TagIsPrinted498分配一位而不是为未解码数据填加一个矩阵代数一般说明编码表明该未解码数据是120位完全未限定的数据。

我们将一个半行标记数据的进行三重缓冲，而不是双缓冲一个完整行的标记数据，这样节省了1216字节(与双缓冲完整的标记行相比)，但有一个定时限制条件：必须用一个点行一半的时间来读半行标记数据，而不是和整行的时间来读整个标记行。注意有三个半行缓冲器而不是只有两个，这点很重要。当只有两个半行缓冲器时，需要将相同的标记数据当作一个在多个点行上延伸的特定的标记组来重读。三个缓冲器可以使相同的两个半行标记缓冲器使用多次(每个标记行一次)，而不需从DRAM中重新读取。第三个半行标记缓冲器的作用是在处理当前标记组的过程中载入下个标记行数据的前半部分，以及在处理下个标记行的前半部分时载入下个标记行数据的后半部分。注意在整个打印进程中，一个特定标记行数据只读一次，所以每个半行缓冲器都有一个关联的一个FirstTimeProcessed控制符，用它来指定该半行上的标记之前是否已被处理过。一个特定半行被第一次处理时，下一个半行缓冲器从DRAM中载入数据。

标记数据在DTAM中按半行来排列，如果一个特定行上有N个标记，那么存储在DRAM中的半行包含N/2个标记的数据。职果N是奇数，那么一个半行就会比另一个少一个标记，所以一个半行的LastTagOfHalfLine控制符将置为第N/2个标记，而另一个置为第(N/2-1)个标记。不管怎样，两种情况下，从一个标记半行到下一个标记半行的补偿量都是一样的。就总标记数而言，人物和风景页彼此相抵。假设一个最坏情况下的相邻2mm×2mm标记，每行有76个标记，在行维中，一个8.5英寸长的页有107标记，因而DRAM中整个数据的大小为1216×2×108＝255K字节。从而在每秒一页的打印速度下，到DRAM的带宽为255KB/秒。在每秒30,000行的最高打印速度下，TFS存取量共计约561KB/秒。

可变标记数据缓冲器，为每个单个标记存放360位的解码可变数据，TE将可变标记缓冲器双缓冲为720位，双缓冲能在将下一个标记的原120位可变数据进行冗余编码(如需要)并存在一个可变标记数据缓冲器的同时让另一个用来为当前标记生成点。注意，如果不是用PEC来对可变标记数据编码时，360位可变数据位中只有前120位是有效的，而且应由外部页提供者来保证这120位可变标记数据已经应用了适当的冗余编码法。

图58中所示的可变标记数据缓冲器中是当前标记的可变数据，在生成当前标记的点的同，将下一个标记的可变数据编码送到第二个可变标记数据缓冲器，如图59所示。

数据是以一种刚刚及时的方式从外部DDRAM中载入的，既不存储完整的标记格式结构也又存储所有标记的可变标记数据，在缓冲器大小和传递带宽之间加以适当的权衡，提前处理以确保在点方向和行方向上的工作发生时，数据刚好到位。

当在点方向上生成一个标记的点时，将对用于下一个标记的可变数据部分进行冗余编码，然后送到下一个可变数据缓冲器，并且确定下一个标记的TagISPrinted控制符。这两种任务都包括从半行标记数据缓冲器中读数据而且都不存取外部DRAM。

·当第一次使用一个半行标记数据缓冲器时，从DRAM中取回未解码的标记数据，当一个半行标记数据被再次使用时，不再从DRAM中读取数据。由于有三个半行标记缓冲器，在下一个标记半行的数据准备好的同时，可以为一个单个标记行而多次使用2个缓冲器，注意，这样使每个标记的未解码数据只能从DRAM中读取一次。

·在生成一个标记行点的同时，从外部DRAM中读取标记格式结构的下一行，这种操作只有在当前输出行实际上是一个标记的一部分时才用得到。在遇到一个标记的最后一行时，重读该标记的第一行。在处理一个标记间行的同时，不读取任何数据。

表11概括了芯片上和芯片外对TE的存储量需求。

表11TE存储量要求

名称	芯片上总计	芯片外(外部DRAM)
			TEOrietation	1位
标记格式结构	960字节	360KB(共计)
			固定标记数据缓冲器	120位
TagIsPrinted控制符	2位
			半行标记数据缓冲器	3648字节	255KB(每页)
可变标记数据缓冲器	720位
			共计	5018字节

在最高的级别，TE中的状态机每次一行地单步调试一个页的各输出行，起始位置或者是在一个标记间间隔内或者是在一个标记内(多个PEC打印一个单个行时，其中一个可以只打印一个标记的一部分)。如果当前位置是在一个标记间间隔内，那么输出0，如果当前位置是在一个标记内，则标记格式结构根据需要运用从固定或可变数据缓冲器中读取的相应编码数据来确定输出点的值。接着，TE按照标记设置参数穿过标记和标记间间隔沿点行前进，整个输出点行一生成后，TE按照行方向的标记设置规则穿过标记和标记间间隔，前进到下一个点行。每个循环必须生成一个输出点，以跟上PEC中其它点生成进程。在伪代码中，过程如下，注意这里没有显示存取DRAM的逻辑过程。

　　     If(TEOrientation＝Portrait)
				
				<dp n="d106"/>
maxTagComponentLine[0]＝LineInterTagGap
maxTagComponentLine[1]＝TagHeight
maxTagComponentDot[0]＝DotInterTagGap
maxTagComponentDot[1]＝TagWidth
startDotOffset[0]＝StartPosition.LocalOffsetDot
startDotState[0]＝StartPosition.TagStateDot
startDotOffset[1]＝AltTagLinePosition.LocalOffsetDot
startDotState[1]＝AltTagLinePosition.TagStateDot
CurrPos.TagStateLine＝StartPosition.TagStateLine
CurrPos.LocalOffsetLine＝StartPosition.LocalOffsetLine
Else
maxTagComponentLine[0]＝DotInterTagGap
maxTagComponentLine[1]＝TagWidth
maxTagComponentDot[0]＝LineInterTagGap
maxTagComponentDot[1]＝TagHeight
startDotOffset[0]＝StartPosition.LocalOffsetLine
startDotState[0]＝StartPosition.TagStateLine
startDotOffset[1]＝AltTagLinePosition.LocalOffsetLine
startDotState[1]＝AltTagLinePosition.TagStateLine
CurrPos.TagStateLine＝StartPosition.TagStateDot
CurrPos.LocalOffsetLine＝StartPosition.LocalOffsetDot
EndIf
				
				<dp n="d107"/>
　　Stall until the RSEncoder’s output TagReady flag is set

　　transfer TagIsPrinted flag from RSEncoder to DotGenerator

　　transfer variable tag data buffer from RSEncoder to
  DotGenerator

　　send AdvanceTag signal to RSEncoder to begin encoding the
 next tag

　　tagLineType＝0

　　LineCount＝0

　　While(LineCount＜MaxLine)

　　Do

　　CurrPos.TagStateDot＝startDotState[tagLineType]

　　CurrPos.LocalOffsetDot＝startDotOffset[tagLineType]

　　DotCout＝0

　　While(DotCount＜MaxDot)

　　Do

　　If(CurrPos.TagStateLine＝＝inInterTagGap)

　　Write 0 to FIFO

　　Else

　　If(CurrPos.TagStateDot＝＝inTag)

　　Write(Decode TagLineStructure[CurrPos.LocalOffsetDot])
  to FIFO
				
				<dp n="d108"/>
　　Else

　　Write 0 to FIFO

　　EndIf

　　increment CurrPos.LocalOffsetDot

　　If              (CurrPos.LocalOffsetDot       ＞
maxTagComponentDot[CurrPos.TagStateDot])

　　CurrPos.LocalOffsetDot＝0

　　CurrPos.TagStateDot＝((~currPos.TagStateDot)OR

　　(dotInterTagGap＝＝0))

　　If(CurrPos.TagStateDot＝＝inTag)

　　transfer TagIsPrinted flag from RSEncoder to DotGenerator

　　transfer variable tag data  buffer from RSEncoder to
DotGenerator

　　send AdvanceTag signal to RSEncoder to begin encoding the
next tag

　　EndIf

　　EndIf

　　EndIf

　　increment DotCount

　　EndDo

　　increment lineCount

　　increment CurrPos.LocalOffsetLine
				
				<dp n="d109"/>
　　    If                 (CurrPos.LocalOffsetLine       ＞

　　maxTagComponentLine[CurrPos.TagStateLine])

　　    CurrPos.TagStateLine＝((~currPos.TagStateLine) OR

　　(lineInterTagGap＝＝0))

　　    CurrPos.LocalOffsetLine＝0

　　    If(CurrPos.TagStateLine＝＝inTag)

　　    tagLineType＝~tagLineType

　　    EndIf

　　    EndIf

　　    EndDo

标记位置上的一位输出取决于它是否能够访问正确的标记行结构。当前标记的固定和可变编码数据以及当前标记的“TagIsPrinted”符。假设这些都已经被正确载入并假设使用表5中的编码参数，那么在图58中可以看到单独标记点的产生。

在图59中可以看到编码器的方块图。TE包含GF124和Reed-Solomon编码器590。符号大小为4位。每个代码字包含15个4位符号，所以每个代码字的长度为60位。15个符号中，5个为原始数据(20位)，10个为冗余数据(40位)。由于每个标记包含120位可变原始数据，360位的编码数据就要求6个代码字。固定标记数据也同样也使用Reed-Solomon编码器来编码。对于一个给定页面中(如果使用多个PEC，也可以是页面中的一条)的所有标记来说，固定数据就是一个常数，所以它只需在打印之前设定一次。没有编码的固定数据的长度为40位。这40位编码后就能变成120位。为了将固定数据编码，CPU将固定数据装入未编码标记数据缓冲器的前40位中，然后启动状态机为两个代码字编码。然后可变数据的120位被传送到固定标记数据缓冲器中并在此停留直到打印出至少一页，在大多数情况下会打印出很多页。如果固定数据不由PEC来编码，那么固定数据的所有120位将被直到拷贝到固定标记数据缓冲器中。状态机591负责为编码标记数据产生控制信号。用于设定状态机591的寄存器见表13。

启动时，状态机591将清除TagReady符(在592)，随后Advance Tag信号将在593处被接收。整套代码字由Read-Solomon编码后，控制符便给出。Tag Ready符可以使编码数据的外部用户终止运行。

为了生成5∶10比例的编码，状态机对来自半行标记缓冲器594中的4位数据(在595)过滤后发送到Read-Solomon解码器590中。数据计时信号首先发送到前5个计时器中，返回信号发送到后10个计时器中。这一动作反复多次。全部标记数据的编码需要90个计时器(6个代码字×15个计时器)。额外还需要2个计时器来跳过剩下的8位，形成92个周期。状态机591释放在592处的Tag Ready符，并处于停机状态直到TE的高级程序给出高级信号(在593)，此高级信号的给出时间取决于标记的宽度，大小为92的标记将给出最少的延时。在倒数第二个计时器内，在596处将产生可读写信号，TagIsReady记号被添加到未编码标记数据缓冲器594所读取的4位中的第1位(编码数据的第121位)。对于同一计时器，4位中的第2位传送给状态机。此第2位被称为LastTagInHalfLine，它将决定刚刚完成的标记处理是否为最后一个，如果是半行缓冲器将停止对标记的处理。状态机591为半行标记缓冲器产生的地址为14位。最高的2位将决定为3个数据缓冲器的哪一个赋予地址；下面的9位将决定缓冲器应读取哪32位；最后的3位将决定选择4位8组中的哪一个。这14个地址位中，最后的12位地址从0开始，每超过12次就增加一个周期，然后计数器便停止直到高级编码程序将高级标记信号给到593上。如果给出LastTagInHalfLine符(最后处理的标记的第122位)，那么最后的12位被清零，标记半行缓冲器的2位索引被更新，DRAM中的下一个半行标记数据的载入程序启动。

状态机591将为全标记行的半行处理保留一个10位的标记行计数器。标记行计数器在启动时清零，每当状态机完成一个带有LastTagInHalfLine符的标记的编码时，计数器便增加一位。标记行计数器增位后，10位将决定半行索引的新值并进行计数器自身的重新设定。对于整行的第一个半行(标记计数器的最低位＝0)，其下一个半行缓冲器将永远是同一标记行的第二个半行。这就意味着2位索引的更新。对于整行的第二个半行(标记计数器的最低位＝1)，其下一个半行取决于是否能够完成此标记行的处理。如果没有完成标记行的处理(标记行计数器的最高9位与标记高度或标记宽度不符，此参数取决于TEOrientation的值)，那么下一个半行与前一个半行相同。如果标记行的处理完成，那么下一个半行来自于下一个整行，因此就需要使用下一个标记行的半行缓冲器。启动新标记行时，计数器清零。表12描述了新旧计数器与半行缓冲器之间的关系。

表12给出LastTagInHalfLine后应做什么

标记行

标记行计数器的

当前索引值

下一个索引值

清空计数器？

计数器的低位	高位＝标记高
					01	x2	0	1	否
0	X	1	2	否
					0	X	2	0	否
13	0	0	2	否
					1	0	1	0	否
1	0	2	1	否
					1	1	0	1	是
1	1	1	2	是
					1	1	2	0	是

当索引值改变后，旧索引值保留下来，与新索引相关的半行缓冲器的FirstTimeProcessed符需要接收检验。如果FirstTimeProcessed符已经被清除，则不需要任何操作。如果已经给出FirstTimeProcessed符，它将被清除，将下一个半行的数据从DRAM读取到旧索引指定的半行程序启动，然后给出与旧索引相关的FirstTimeProcessed符。从DRAM中读取的32位字是通过半行大小寄存器进行定义的，详见表13。用于读取标记半行的当前地址将通过Half Line Size添加，这样就可以读取指定的下一个半行。这一程序将导致在页面的末尾读取单独的半行。由于数据并没有发送到页面上，所以它没有影响。

表13控制标记可变数据的寄存器¹    表示行的第一半²    不关心状态³    表示行的第二半

参数	说明	典型值
			DataSymbols(数据符号)	输出的代码字中数据符号的数量	5
RedundancySymbols(冗余符号)	输出的代码字中冗余符号的数量	10
			NumberOfCodeWords(代码字数量)	用于编码的代码字数量	6
HalfLineSize(半行大小)	由DRAM载入的可变标记数据的半行中32位的数量	304
			EncodeSelect(编码选择)	此参数选定后，编码Read-Solomon形式，如果此参数为空，数据只能被拷贝。	1

结论

当前版本的描述中介绍了优化配置或其它可用的配置。但是对于此领域的技术人员来说，他们可以使用本文没有提到的配置，此版本同样支持这些功能。所以此版本的用途不仅仅局限于上文描述的范围，其用途见随附的声明。

Claims (15)

1.一种打印页面标记编码器，包括：

一用于接收标记结构模板的输入端；

一用于接收固定数据位的输入端；

一用于接收可变数据位记录的输入端；和

一标记点生成器，用于输出由标记结构模板和所述固定和可变数据定义的标记位置上的一位。

2.如权利要求1所述的打印页面标记编码器，还包括一个冗余编码器，用于对所述固定和/或可变数据进行编码。

3.如权利要求2所述的打印页面标记编码器，其特征在于，冗余编码器利用Reed-Solomon来编码。

4.如权利要求1所述的打印页面标记编码器，其特征在于，标记规则地分布在页面上。

5.如权利要求4所述的打印页面标记编码器，其特征在于，标记分布在三角形的格中。

6.一种形成打印页标记的方法，包括：

根据已定义的标记结构格式，把与特定的标记数值一起打印的页面中的固定数据格式化。

7.如权利要求6所述的打印打印页标记的方法，还包括将固定和/或特定标记数据进行冗余编码。

8.一种驱动墨滴打印头的打印引擎/控制器，包括：

一连续色调解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的一些压缩连续色调图像平面进行解码；

一双水平解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的任一连续双水平图像平面进行解码；

一标记编码器，用于产生一个标记图像平面；和

一半色调器/合成器，包括一个点合并单元，该点合并单元由颜色罩控制，以便将图像平面和标记数据平面有效合成。

9.如权利要求8所述的打印引擎/控制器，其特征在于，标记位于三角形的格中的标记图像平面上。

10.如权利要求8所述的打印引擎/控制器，其特征在于，标记图像平面与红外线固着墨通道相连，借助该通道，将红外线固着墨打印标记传送到打印页面上。

11.如权利要求8所述的打印引擎/控制器，其特征在于，标记编码器将发送到所述标记图像平面上的标记数据进行冗余编码。

12.如权利要求11所述的打印引擎/控制器，其特征在于，冗余编码采用Reed-Solomon编码。

13.如权利要求11所述的打印引擎/控制器，其特征在于，打印引擎/控制器对标记数据的固定和可变部分进行编码。

14.一种与墨滴打印头相连接的打印引擎/控制器，通过该墨滴打印头可产生标记打印页，包括：

一用于接收压缩页面数据的接口；

一用于输出标记图像平面的标记编码器；

一连续色调解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的一些压缩连续色调图像平面进行解码；

一双水平解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的一些连续双水平图像平面进行解码；

一半色调器/合成器，用于在任一连续色调平面或标记图像平面上合成任一双层图像平面；和

一用于将合成物输出到打印头的打印头驱动器。

15.一种用于产生由打印引擎/控制器驱动的标记页面的墨滴打印头，包括：

一用于接收压缩页面数据的接口；

一用于产生标记图像平面的标记编码器；

一连续色调图像解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的一些连续色调图像平面进行解码；

一双水平解码器，用于对接收到的压缩页面数据中的一些双水平图像平面进行解码；

一半色调器/合成器，用于在任一连续色调平面或标记图像平面上合成任一双层图像平面)；

一用于将合成物输出到打印头的打印头驱动器；和

一打印头。

Images