本發(fā)明涉及打印機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱敏打印機灰度打印方法。

背景技術(shù)：

打印機無非就是將人們的心中的想法通過一定的表現(xiàn)形式(包含文字、圖像、形狀等)用特定的介質(zhì)呈現(xiàn)出來的機器。舉個例子，熱敏打印機就是將人們所想表達(dá)的圖形和文字，通過熱敏紙呈現(xiàn)出現(xiàn)。

票據(jù)打印機，按照打印方式可分為熱敏、熱轉(zhuǎn)印、針式打印機。

熱敏打印機工作原理是打印頭上安裝有半導(dǎo)體加熱元件，打印頭加熱并接觸熱敏打印紙后就可以打印出需要的圖案，其原理與熱敏式傳真機類似。圖象是通過加熱，在熱敏紙的膜中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成的。這種熱敏打印機化學(xué)反應(yīng)是在一定的溫度下進(jìn)行的。高溫會加速這種化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)溫度低于60℃時，紙需要經(jīng)過相當(dāng)長，甚至長達(dá)幾年的時間才能變成深色；而當(dāng)溫度為200℃時，這種反映會在幾微秒內(nèi)完成。所以要想使熱敏打印機打印出圖形和文字，就必須滿足兩個條件,熱敏紙和高溫。當(dāng)前市面上的熱敏打印機只能打印二值圖，也就是說要么最黑要么白，打印圖片效果差，不靈活。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種“熱敏打印機的灰度控制器”，見公開號為：CN201619297U，公開日為：2010-11-03的中國專利，公開了一種熱敏打印機的灰度控制器,其與熱敏打印頭片相連,所述灰度控制器用以實現(xiàn)對熱敏打印頭片的灰度控制；所述灰度控制器包括微處理單元,和FPGA/CPLD單元；所述微處理單元用以控制打印數(shù)據(jù)的加熱時間；所述FPGA/CPLD單元與微處理單元相連,用以精確地進(jìn)行打印時間控制與時序控制。該實用新型同時結(jié)合了微處理單元的運算優(yōu)勢和FPGA/CPLD單元的快速反應(yīng)及精確時間控制優(yōu)勢,實現(xiàn)多級灰度打印控制,節(jié)約硬件和軟件成本。該實用新型采用的技術(shù)方案與本專利申請并不相同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種熱敏打印機灰度打印方法，提高了熱敏打印機靈活性，通過合理的數(shù)據(jù)處理壓縮算法以及打印機雙緩沖機制解決了灰度圖片解析困難。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種熱敏打印機灰度打印方法，所述方法為：通過上位機對圖像進(jìn)行預(yù)處理，將圖像轉(zhuǎn)為熱敏打印機需要灰度等級圖像數(shù)據(jù)，熱敏打印機端將上位機一行的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成多行二值圖，然后通過控制加熱等級和熱敏打印機馬達(dá)進(jìn)紙速度將多行二值圖打印成一行灰度圖像。

進(jìn)一步的，所述方法進(jìn)一步具體為：上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的灰度等級圖像數(shù)據(jù)；所述打印機端提供指令解析任務(wù)和打印任務(wù)；指令解析任務(wù)實現(xiàn)接收上位機下發(fā)的指令數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析放入緩沖區(qū)；熱敏打印機端將上位機一行的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成多行二值圖；所述打印任務(wù)將存入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，根據(jù)緩沖數(shù)據(jù)控制馬達(dá)以及控制加熱時間和等級將多行二值圖打印成一行灰度圖像。

進(jìn)一步的，所述緩沖區(qū)為雙緩沖區(qū)，當(dāng)?shù)谝痪彌_區(qū)為空閑時，指令解析處理后的數(shù)據(jù)放入第一緩沖區(qū)，當(dāng)?shù)谝痪彌_區(qū)不空閑，若第二緩沖區(qū)空閑，則將放入第二緩沖區(qū)中，若兩個緩沖區(qū)都不空閑，則打印機正在打印緩沖內(nèi)容，并且下個緩沖數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，此時指令解析任務(wù)阻塞；打印任務(wù)先打印第一緩沖區(qū)內(nèi)容，第一緩沖區(qū)打印結(jié)束會將第一緩沖區(qū)設(shè)置為空閑狀態(tài)，然后直接繼續(xù)打印第二緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，并且第一緩沖區(qū)一旦空閑指令解析任務(wù)又重新運行，準(zhǔn)備下個數(shù)據(jù)放入第一緩沖區(qū)中，打印任務(wù)打印完第二緩沖區(qū)，這樣不用等待直接進(jìn)行打印第一緩沖區(qū)內(nèi)容，能一直循環(huán)無間斷的打?。?/p>

進(jìn)一步的，上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的四級灰度圖像數(shù)據(jù)；四級灰度圖像數(shù)據(jù)以2個bit表示一個像點，上位機讀取256級灰度圖像圖片，一個字節(jié)表示一個灰度點，值的大小表示灰度等級0x00到0xFF，由于只需要分為四級灰度，需要將256級進(jìn)行四等分，只需要取這個字節(jié)的前兩位，相當(dāng)于除以64，將4個字節(jié)數(shù)據(jù)合并成一個字節(jié)；故一個字節(jié)數(shù)據(jù)表示4個像素點，上位機發(fā)一個字節(jié)0x1B，第一個像素點級數(shù)由第7，6bit表示，其灰度級數(shù)為0，第二個像素點由第5，4bit表示，其灰度級數(shù)為1，第二個像素點由第3，2bit表示，其灰度級數(shù)為3，第二個像素點由第1，0bit表示，其灰度級數(shù)為4；

四級灰度圖像數(shù)據(jù)中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的3行二值圖像，即將2個字節(jié)的四級灰度圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成3個字節(jié)二值圖數(shù)據(jù)放入緩存中；

四級灰度圖像數(shù)據(jù)中，用1表示要加熱點，0表示不加熱點，3個字節(jié)二值圖組成一行4級灰度圖，先將第一行數(shù)據(jù)加載打印頭，接著選通加熱信號，打印頭在對應(yīng)的位置加熱，到達(dá)設(shè)定時間后關(guān)閉加熱選通信號，然后接著加載第二行二值數(shù)據(jù)，以此類推加載第三行二值數(shù)據(jù)，最后將3行二值數(shù)據(jù)打印完成后，這時控制馬達(dá)，剛好讓馬達(dá)走完一個點行，這樣這個點行就會有相應(yīng)的灰度效果。

進(jìn)一步的，所述方法：上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的八級灰度圖像數(shù)據(jù)；八級灰度圖像數(shù)據(jù)以4個bit表示一個像素點，上位機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)表示2個像素點，每個字節(jié)的第0bit和第4bit保留，上位機發(fā)一個字節(jié)0x0A，第1個像素點級數(shù)由第7，6，5bit表示，第4bit保留，其灰度級數(shù)為0，第2個像素點由第3，2，1bit表示，其灰度級數(shù)為1；第2個像素點由第3，2，1bit表示，其灰度級數(shù)為1；第2個像素點由第3，2，1bit表示，第0bit保留，其灰度級數(shù)為5；

八級灰度圖像數(shù)據(jù)中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的7行二值圖像，即將4個字節(jié)的八級灰度圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成7個字節(jié)二值圖數(shù)據(jù)放入緩存中。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明基于傳統(tǒng)熱敏打印機進(jìn)行功能優(yōu)化，提高了熱敏打印機靈活性，通過合理的數(shù)據(jù)處理壓縮算法以及打印機雙緩沖機制解決了灰度圖片解析困難，打印數(shù)據(jù)量大不好傳輸?shù)葐栴}，大大提高了打印效率，使得打印速度不會受數(shù)據(jù)量影響；灰度打印不僅可以打印人像、logo、風(fēng)景等，在銀行等行業(yè)類業(yè)務(wù)上還可以打印銀行卡、二代證等。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明方法結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明雙緩沖區(qū)處理數(shù)據(jù)的流程示意圖。

圖3為本發(fā)明3行二值數(shù)據(jù)加熱點的示意圖。

圖4為本發(fā)明中打印后的多個點行灰度效果示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1至圖2所示，本發(fā)明的一種熱敏打印機灰度打印方法，為了實現(xiàn)灰度打印，可以通過控制加熱時間和加熱次數(shù)來控制加熱頭對紙張的能量，因為圖片數(shù)據(jù)量較大，而單片機資源以及數(shù)據(jù)傳輸速度有限，所有需要上位機對圖像進(jìn)行預(yù)處理，將圖像轉(zhuǎn)為熱敏打印機需要灰度等級，這樣才能提高打印質(zhì)量和打印速度。打印機端將上位機一行的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成多行二值圖，然后通過控制加熱等級和熱敏打印機馬達(dá)進(jìn)紙將這多行二值圖打印成一行灰度圖像。

所述方法進(jìn)一步具體為：上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的灰度等級圖像數(shù)據(jù)；所述打印機端提供指令解析任務(wù)和打印任務(wù)；指令解析任務(wù)實現(xiàn)接收上位機下發(fā)的指令數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析放入緩沖區(qū)；熱敏打印機端將上位機一行的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成多行二值圖；所述打印任務(wù)將存入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，根據(jù)緩沖數(shù)據(jù)控制馬達(dá)以及控制加熱時間和等級將多行二值圖打印成一行灰度圖像。

為了提高打印效率，提高mcu利用率，設(shè)計了雙緩沖機制，所述緩沖區(qū)為雙緩沖區(qū)，當(dāng)?shù)谝痪彌_區(qū)為空閑時，指令解析處理后的數(shù)據(jù)放入第一緩沖區(qū)，當(dāng)?shù)谝痪彌_區(qū)不空閑，若第二緩沖區(qū)空閑，則將放入第二緩沖區(qū)中，若兩個緩沖區(qū)都不空閑，則打印機正在打印緩沖內(nèi)容，并且下個緩沖數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，此時指令解析任務(wù)阻塞；打印任務(wù)先打印第一緩沖區(qū)內(nèi)容，第一緩沖區(qū)打印結(jié)束會將第一緩沖區(qū)設(shè)置為空閑狀態(tài)，然后直接繼續(xù)打印第二緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，并且第一緩沖區(qū)一旦空閑指令解析任務(wù)又重新運行，準(zhǔn)備下個數(shù)據(jù)放入第一緩沖區(qū)中，打印任務(wù)打印完第二緩沖區(qū)后，指令解析任務(wù)早已將第一緩沖區(qū)數(shù)據(jù)放入緩沖中，這樣不用等待直接進(jìn)行打印第一緩沖區(qū)內(nèi)容，這樣可以一直循環(huán)無間斷的打印。

如圖3和圖4所示，下面以四級灰度為例：

上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的四級灰度圖像數(shù)據(jù)；四級灰度圖像數(shù)據(jù)以2個bit表示一個像點，上位機讀取256級灰度圖bmp圖片，一個字節(jié)表示一個灰度點，值的大小表示灰度等級0x00到0xFF，因為只需要分為4級灰度，需要將256級4等分，所以只需要取這個字節(jié)的前兩位，相當(dāng)于除以64，可以將4個字節(jié)數(shù)據(jù)合并成一個字節(jié)。故一個字節(jié)數(shù)據(jù)可以表示4個像素點，如上位機發(fā)一個字節(jié)0x1B(00011011)，第一個像素點級數(shù)由第7，6bit表示，其灰度級數(shù)為0，第二個像素點由第5，4bit表示，其灰度級數(shù)為1，第二個像素點由第3，2bit表示，其灰度級數(shù)為3，第二個像素點由第1，0bit表示，其灰度級數(shù)為4；

指令解析任務(wù)負(fù)責(zé)實現(xiàn)接收讀取上位機下發(fā)的指令數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析放入緩沖區(qū)。首先將上位機接收的指令進(jìn)行處理，以4級灰度數(shù)據(jù)為例，先將數(shù)據(jù)分級處理，假如數(shù)據(jù)為0xE4(11100100)，表示4個點，灰度等級分別為3、2、1、0；

四級灰度圖像數(shù)據(jù)中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的3行二值圖像，如表1(表1為兩字節(jié)0xE4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換——4級灰度)所示，將8個點(2個字節(jié))的4級灰度圖數(shù)據(jù)(0xE4 0xE4),轉(zhuǎn)成了3個字節(jié)(3行)二值圖數(shù)據(jù)(0xEE 0xCC 0x88)放入緩存中，

表1

四級灰度圖像數(shù)據(jù)中，用1表示要加熱點，0表示不加熱點，3個字節(jié)二值圖組成一行4級灰度圖，先將第一行數(shù)據(jù)加載打印頭，接著選通加熱信號，打印頭在對應(yīng)的位置加熱，到達(dá)設(shè)定時間后關(guān)閉加熱選通信號，然后接著加載第二行二值數(shù)據(jù)，以此類推，加載第三行二值數(shù)據(jù)，3行二值數(shù)據(jù)加熱點如圖3所示(這個加熱點都是黑色的，該圖3并不是帶有色塊的圖)，最后將3行二值數(shù)據(jù)打印完成后，這時控制馬達(dá)，剛好讓馬達(dá)走完一個點行，這樣這個點行就會有相應(yīng)的灰度效果。整體放大后的多個點行效果大致如圖4所示(圖中黑色塊為打印時的灰度圖片，并不是色塊圖)。

另外，八級灰度圖像數(shù)據(jù)也一樣的原理：所述方法：上位機負(fù)責(zé)讀取256級灰度圖像，將256級灰度圖像分為熱敏打印機需要的八級灰度圖像數(shù)據(jù)；八級灰度圖像數(shù)據(jù)以4個bit表示一個像素點，上位機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)表示2個像素點，每個字節(jié)的第0bit和第4bit保留，如上位機發(fā)一個字節(jié)0x0A(00001010)，，第1個像素點級數(shù)由第7，6，5bit表示，第4bit保留，其灰度級數(shù)為0，第2個像素點由第3，2，1bit表示，其灰度級數(shù)為1；第2個像素點由第3，2，1bit表示，其灰度級數(shù)為1；第2個像素點由第3，2，1bit表示，第0bit保留，其灰度級數(shù)為5；

八級灰度圖像數(shù)據(jù)中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的7行二值圖像，即將4個字節(jié)的八級灰度圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成7個字節(jié)二值圖數(shù)據(jù)放入緩存中。

本發(fā)明中根據(jù)打印機的性能可以是1級灰度、2級灰度、3級灰度、4級灰度、5級灰度、6級灰度、7級灰度、8級灰度、9級灰度等等，該些灰度的處理方式原理類似，在此就不進(jìn)行一一說明。

總之，本發(fā)明基于傳統(tǒng)熱敏打印機進(jìn)行功能優(yōu)化，提高了熱敏打印機靈活性，通過合理的數(shù)據(jù)處理壓縮算法以及打印機雙緩沖機制解決了灰度圖片解析困難，打印數(shù)據(jù)量大不好傳輸?shù)葐栴}，大大提高了打印效率，使得打印速度不會受數(shù)據(jù)量影響?；叶却蛴〔粌H可以打印人像、logo、風(fēng)景等，在銀行等行業(yè)類業(yè)務(wù)上還可以打印銀行卡、二代證等。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。