CN116610272A - 一种打印终端图片数据的处理方法及系统 - Google Patents

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CN116610272A CN202310440830.5A CN202310440830A CN116610272A CN 116610272 A CN116610272 A CN 116610272A CN 202310440830 A CN202310440830 A CN 202310440830A CN 116610272 A CN116610272 A CN 116610272A
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Abstract

本发明公开了一种打印终端图片数据的处理方法及系统，包括以下步骤：获取待打印图片，并将待打印图片进行二值化得到黑白图片；对黑白图片进行切片形成若干数据块；对若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；判断每一压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；若是，则将压缩后的数据块作为待传输数据块；若否，则将原数据块作为待传输数据块；将待传输数据块进行封包后，传输给打印终端。本发明用于解决现有方法针对图片进行打印时，为了满足期望的打印速度导致影响打印质量、用户体验感降低以及大大增加成本的技术问题，从而达到有效提高传输速度的同时保证打印质量和用户体验感，并且不会明显增加成本的目的。

Description

一种打印终端图片数据的处理方法及系统
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种打印终端图片数据的处理方法及系统。
背景技术
打印终端通过各种接口，如USB、串口、蓝牙等，接收到打印数据，经过数据处理之后，输送给打印头，并控制电机，印制出字符。其中，在打印图片时，因为图片型打印数据描述的是一张图片的所有点阵数据，所以图片型打印数据相对于非图片型打印数据的数据量会更大，比如每一行576个dot，则需要72Bytes的数据大小，才能印制出完整的一点行，如果打印机的打印速度需要达到60mm/s，则每秒钟需要34560Bytes(72*60*8)的数据量，即276480bps(34560*8)的有效数据传输速率。
而受限于某些外设接口的传输速率比较慢的现实情况(特别是蓝牙接口)，导致打印图片的时候，完全达不到期望的打印速度。目前有以下三种方案来解决这个问题：
(1)通过边接收数据边进行打印的方法，来满足期望的打印速度，但是该方法容易出现数据断流造成卡顿，最终影响打印质量；
(2)采用接收完数据再进行打印的方法，来满足期望的打印速度，该方法则要配置大容量的RAM，从而导致成本增加，另外还存在用户等待时间过长的问题；
(3)通过采用更多更高配置的外围IC，来提升接口数据传输速度，满足期望的打印速度，该方法则会大大增加成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种打印终端图片数据的处理方法及系统，用于解决现有方法针对图片进行打印时，为了满足期望的打印速度导致影响打印质量、用户体验感降低以及大大增加成本的技术问题，从而达到有效提高传输速度的同时保证打印质量和用户体验感，并且不会明显增加成本的目的。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种打印终端图片数据的处理方法，包括以下步骤：
获取待打印图片，并将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片；
对所述黑白图片进行切片形成若干数据块；
对所述若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
判断每一所述压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；
若是，则将所述压缩后的数据块作为待传输数据块；
若否，则将所述原数据块作为待传输数据块；
将所述待传输数据块进行封包后，传输给所述打印终端。
作为本发明优选的实施方式，在将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片时，包括：
对所述待打印图片进行灰度化处理，得到对应的灰度图；
将所述灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较；
若所述灰度值小于所述预设的二值化转化值则将所述像素点对应的灰度值调整为0；若所述灰度值大于等于所述预设的二值化转化值则将所述像素点对应的灰度值调整为255；
完成所有所述像素点的灰度值的调整后，最终得到所述黑白图片；
其中，在将所述待打印图片进行灰度化处理时，包括：
获取所述待打印图片中所有像素点的灰度值，得到一灰度值集合即为所述灰度图，具体如公式1所示：
式中，R、G、B分别表示红色、绿色、蓝色三个通道的取值。
作为本发明优选的实施方式，在将所述灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较时，包括：
利用Floyd-Steinberg抖动算法从左至右，从上至下扫描所述灰度图中每个像素点。
作为本发明优选的实施方式，在对所述黑白图片进行切片形成若干数据块时，包括：
执行一切片步骤，所述切片步骤包括：
在所述黑白图片中找出像素值为0的像素点，得到一数据图；
获取所述数据图中同一横坐标下对应多个纵坐标的像素点，进一步得到纵坐标处于中间位置的像素点；
将所述纵坐标处于中间位置的像素点依次连接，得到一平滑数据曲线；
利用数据趋势分析方法将所述平滑数据曲线分割成若干平滑曲线段，并将所述平滑曲线段的边界点映射到所述黑白图片上，并根据映射结果对所述黑白图片进行切片，得到所述若干数据块；
完成所述切片步骤后，随机选取一数据块，进一步得到所述数据块所包含的数据点个数，将所述数据点个数与预设的数据点个数进行对比；
若所述数据块所包含的数据点个数小于等于所述预设的数据点个数，则停止执行所述切片步骤；
若所述数据块所包含的数据点个数大于所述预设的数据点个数，则继续执行所述切片步骤。
作为本发明优选的实施方式，在得到一数据图时，包括：
绘制所述数据图C＝[c1,c2,....,cm]，其中，m表示像素值为0的数据点的个数，并在去除所述数据图的边框以及所有标注后，保存为图片格式，得到初始数据图；
获取所述初始数据图的尺寸，并对所述初始数据图的尺寸进行缩小，得到所述数据图，具体如公式2和公式3所示：
式中，z1和z2为所述数据图的尺寸，M为缩小的比例，l1和l2为所述初始数据图的尺寸。
作为本发明优选的实施方式，在得到所述若干数据块时，包括：
获得各所述平滑曲线段的全部边界点，并生成相应的向量，具体如公式4所示：
C′＝[c′1,c′2,...,c′m]Τ (4)；
式中，C′为所有边界点的集合，c′m为各所述平滑曲线段的全部边界点；
将所述全部边界点一一映射到所述黑白图片上，得到若干边界划分点，具体如公式5所示：
式中，cm为所述若干边界划分点，l1为所述初始数据图的长度，z1为所述数据图的长度；
根据所述若干边界划分点，对所述黑白图片进行切片，得到所述若干数据块。
作为本发明优选的实施方式，在对所述若干数据块运行压缩算法时，包括：
根据单元数据协议对所述若干数据块运行压缩算法，得到所述压缩后的数据块；
其中，所述压缩后的数据块包括数据头、数据内容以及数据长度。
作为本发明优选的实施方式，在将所述待传输数据块进行封包时，包括：
获取所述待传输数据块中所有所述压缩后的数据块，进一步得到所述压缩后的数据块的个数及校验和；
根据所有所述压缩后的数据块、所述压缩后的数据块的个数及校验和进行封包；
获取所述待传输数据块中所有所述原数据块，进一步得到所述原数据块的个数及校验和；
根据所有所述原数据块、所述原数据块的个数及校验和进行封包。
作为本发明优选的实施方式，在得到所述压缩后的数据块和所述原数据块的校验和时，包括：
采用CRC算法获得所述压缩后的数据块和所述原数据块的校验和。
一种打印终端图片数据的处理系统，包括：
二值化单元：用于获取待打印图片，并将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片；
切片单元：用于对所述黑白图片进行切片形成若干数据块；
压缩单元：用于对所述若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
传输单元：用于判断每一所述压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；若是，则将所述压缩后的数据块作为待传输数据块；若否，则将所述原数据块作为待传输数据块；将所述待传输数据块进行封包后，传输给所述打印终端。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)采用本发明所提供的处理方法对打印数据进行处理后，打印终端在接收到处理过的数据后，只需要采用简单的解压缩算法进行解压，并且该简单的解压缩算法适用于常规单片机运行，使得打印终端在较短的时间内即可完成数据的解压；
(2)采用本发明所提供的处理方法能有效地提高打印数据的传输速度，即使面对大数据量的打印数据时，仍能配合高速打印；
(3)本发明所提供的处理方法在传输过程中，数据安全性高，不易丢失；
(4)本发明所提供的压缩算法对数据的压缩率最高可达256倍，从而大大提高打印数据的传输速度；
(5)本发明的处理方法可以边传输边进行打印，无需等待，进一步提高打印效率；
(6)经本发明的处理方法处理后的数据进行传输时，不需要额外的硬件配置，常规低速数据传输接口即可满足，从而有效地节省了成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1-是本发明实施例的压缩后的数据块的示意图；
图2-是本发明实施例的封包后的待传输数据的示意图；
图3-是本发明实施例的数据传输及打印的流程图；
图4-是本发明实施例的打印终端图片数据的处理方法步骤图。
具体实施方式
本发明所提供的打印终端图片数据的处理方法，如图4所示，包括以下步骤：
步骤S1：获取待打印图片，并将待打印图片进行二值化得到黑白图片；
步骤S2：对黑白图片进行切片形成若干数据块；
步骤S3：对若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
步骤S4：判断每一压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；若是，则将压缩后的数据块作为待传输数据块；若否，则将原数据块作为待传输数据块；
步骤S5：将待传输数据块进行封包后，传输给打印终端。
在上述步骤S1中，在将待打印图片进行二值化得到黑白图片时，包括：
对待打印图片进行灰度化处理，得到对应的灰度图；
将灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较；
若灰度值小于预设的二值化转化值则将像素点对应的灰度值调整为0；若灰度值大于等于预设的二值化转化值则将像素点对应的灰度值调整为255；
完成所有像素点的灰度值的调整后，最终得到黑白图片；
其中，在将待打印图片进行灰度化处理时，包括：
获取待打印图片中所有像素点的灰度值，得到一灰度值集合即为灰度图，具体如公式1所示：
式中，R、G、B分别表示红色、绿色、蓝色三个通道的取值。
进一步地，在将灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较时，包括：
利用Floyd-Steinberg抖动算法从左至右，从上至下扫描灰度图中每个像素点。
进一步地，在上述步骤S1中，在满足传输速度的情况下，为了提高打印数据的准确性，从而提高打印质量，本申请还可以引入高斯滤波对黑白图片进行降噪，具体公式6所示：
式中，(λ,o)时中心点坐标，θ2为方差。
在上述步骤S2中，在对黑白图片进行切片形成若干数据块时，包括：
执行一切片步骤，切片步骤包括：
在黑白图片中找出像素值为0的像素点，得到一数据图；
获取数据图中同一横坐标下对应多个纵坐标的像素点，进一步得到纵坐标处于中间位置的像素点；
将纵坐标处于中间位置的像素点依次连接，得到一平滑数据曲线；
利用数据趋势分析方法将平滑数据曲线分割成若干平滑曲线段，并将平滑曲线段的边界点映射到黑白图片上，并根据映射结果对黑白图片进行切片，得到若干数据块；
完成切片步骤后，随机选取一数据块，进一步得到数据块所包含的数据点个数，将数据点个数与预设的数据点个数进行对比；
若数据块所包含的数据点个数小于等于预设的数据点个数，则停止执行切片步骤；
若数据块所包含的数据点个数大于预设的数据点个数，则继续执行切片步骤。
进一步地，在得到一数据图时，包括：
绘制数据图C＝[c1,c2,....,cm]，其中，m表示像素值为0的数据点的个数，并在去除数据图的边框以及所有标注后，保存为图片格式，得到初始数据图；
获取初始数据图的尺寸，并对初始数据图的尺寸进行缩小，得到数据图，具体如公式2和公式3所示：
式中，z1和z2为数据图的尺寸，M为缩小的比例，l1和l2为初始数据图的尺寸。
更进一步地，在得到若干数据块时，包括：
获得各平滑曲线段的全部边界点，并生成相应的向量，具体如公式4所示：
C′＝[c′1,c′2,...,c′m]Τ (4)；
式中，C′为所有边界点的集合，c′m为各平滑曲线段的全部边界点；
将全部边界点一一映射到黑白图片上，得到若干边界划分点，具体如公式5所示：
式中，cm为若干边界划分点，l1为初始数据图的长度，z1为数据图的长度；
根据若干边界划分点，对黑白图片进行切片，得到若干数据块。
具体地，本发明所提供的切片步骤能满足不同数据量下图片的准确切分，一般的切片方法仅适合用于小数据量图片的切分，当应用于大数据量图片的切分时，难以获得准确的切分结果，数据块可能存在数据重叠和数据丢失等的情况，导致后续将数据块传输给打印设备进行打印时，虽然提升了传输速度，但影响了打印质量。而本申请则是针对数据量大传输速度慢所提出的方案，因此必须解决大数据量图片准确切分的问题，而上述切片步骤既能满足小数据量图片的准确切分，还能满足大数据量图片的准确切分，同时操作简单，并且切分快速，保证了数据的传输速度以及打印质量。
在上述步骤S3中，在对若干数据块运行压缩算法时，包括：
根据单元数据协议对若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
其中，压缩后的数据块包括数据头、数据内容以及数据长度。
进一步地，数据内容为原始数据，数据长度表示数据重复的次数。
具体地，压缩后的数据块如图1所示，以下对单元数据协议进行举例说明：
数据头是00：则数据内容为4bit，是原始数据，数据长度是10bit，表示数据重复的次数。此次压缩最长可表达的数据大小为：4*2^10＝4096bit，即为512Bytes的数据，而压缩后的数据仅花费了2Bytes，压缩比为256；
数据头是01：则数据内容为12bit，是原始数据，数据长度是2bit，表示数据重复的次数。此次压缩最长可表达的数据大小为：12*2^2＝48bit，即为6Bytes的数据，而压缩后的数据仅花费了2Bytes，压缩比为3；
数据头是10：则数据内容为8bit，是原始数据，数据长度是4bit，表示数据重复的次数。此次压缩最长可表达的数据大小为：8*2^4＝128bit，即为16Bytes的数据，而压缩后的数据仅花费了2Bytes，压缩比为8；
数据头是11：则数据内容为11bit，是原始数据，数据长度是1bit，表示数据重复的次数。此次压缩最长可表达的数据大小为：11*2^1＝22bit，即为2.75Bytes的数据，而压缩后的数据仅花费了2Bytes，压缩比为1.375。
在上述步骤S4中，本发明通过对压缩后的数据块和原数据块进行对比，选择出更小的数据块进行封包，从而获得更佳的传输速度。
在上述步骤S5中，在将待传输数据块进行封包时，包括：
获取待传输数据块中所有压缩后的数据块，进一步得到压缩后的数据块的个数及校验和；
根据所有压缩后的数据块、压缩后的数据块的个数及校验和进行封包；
获取待传输数据块中所有原数据块，进一步得到原数据块的个数及校验和；
根据所有原数据块、原数据块的个数及校验和进行封包。
具体地，封包后的待传输数据如图2所示，其中，各协议头所代表的含义如下：
00：数据未压缩；
01：数据压缩；
10：保留；
11：保留。
进一步地，在得到压缩后的数据块和原数据块的校验和时，包括：
采用CRC算法获得压缩后的数据块和原数据块的校验和。
具体地，本发明通过对数据块增加校验方法，从而保证数据块在传输过程中的准确性，实现高质量的打印。
在上述步骤S5中，在传输打印数据给打印终端时，APP或者上位机通过蓝牙、串口、usb等接口传输数据给打印终端；打印终端根据约定的协议解压数据，即可复原图像进行打印，具体如图3所示。
本发明所提供打印终端图片数据的处理系统，包括：二值化单元、切片单元、压缩单元以及传输单元。
二值化单元用于获取待打印图片，并将待打印图片进行二值化得到黑白图片。
切片单元用于对黑白图片进行切片形成若干数据块。
压缩单元用于对若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
传输单元用于判断每一压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；若是，则将压缩后的数据块作为待传输数据块；若否，则将原数据块作为待传输数据块；将待传输数据块进行封包后，传输给打印终端。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)采用本发明所提供的处理方法对打印数据进行处理后，打印终端在接收到处理过的数据后，只需要采用简单的解压缩算法进行解压，并且该简单的解压缩算法适用于常规单片机运行，使得打印终端在较短的时间内即可完成数据的解压；
(2)采用本发明所提供的处理方法能有效地提高打印数据的传输速度，即使面对大数据量的打印数据时，仍能配合高速打印；
(3)本发明所提供的处理方法在传输过程中，数据安全性高，不易丢失；
(4)本发明所提供的压缩算法对数据的压缩率最高可达256倍，从而大大提高打印数据的传输速度；
(5)本发明的处理方法可以边传输边进行打印，无需等待，进一步提高打印效率；
(6)经本发明的处理方法处理后的数据进行传输时，不需要额外的硬件配置，常规低速数据传输接口即可满足，从而有效地节省了成本。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待打印图片，并将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片；
对所述黑白图片进行切片形成若干数据块；
对所述若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
判断每一所述压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；
若是，则将所述压缩后的数据块作为待传输数据块；
若否，则将所述原数据块作为待传输数据块；
将所述待传输数据块进行封包后，传输给所述打印终端。
2.根据权利要求1所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片时，包括：
对所述待打印图片进行灰度化处理，得到对应的灰度图；
将所述灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较；
若所述灰度值小于所述预设的二值化转化值则将所述像素点对应的灰度值调整为0；若所述灰度值大于等于所述预设的二值化转化值则将所述像素点对应的灰度值调整为255；
完成所有所述像素点的灰度值的调整后，最终得到所述黑白图片；
其中，在将所述待打印图片进行灰度化处理时，包括：
获取所述待打印图片中所有像素点的灰度值，得到一灰度值集合即为所述灰度图，具体如公式1所示：
式中，R、G、B分别表示红色、绿色、蓝色三个通道的取值。
3.根据权利要求2所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在将所述灰度图中每个像素点的灰度值与预设的二值化转化值进行比较时，包括：
利用Floyd-Steinberg抖动算法从左至右，从上至下扫描所述灰度图中每个像素点。
4.根据权利要求1所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在对所述黑白图片进行切片形成若干数据块时，包括：
执行一切片步骤，所述切片步骤包括：
在所述黑白图片中找出像素值为0的像素点，得到一数据图；
获取所述数据图中同一横坐标下对应多个纵坐标的像素点，进一步得到纵坐标处于中间位置的像素点；
将所述纵坐标处于中间位置的像素点依次连接，得到一平滑数据曲线；
利用数据趋势分析方法将所述平滑数据曲线分割成若干平滑曲线段，并将所述平滑曲线段的边界点映射到所述黑白图片上，并根据映射结果对所述黑白图片进行切片，得到所述若干数据块；
完成所述切片步骤后，随机选取一数据块，进一步得到所述数据块所包含的数据点个数，将所述数据点个数与预设的数据点个数进行对比；
若所述数据块所包含的数据点个数小于等于所述预设的数据点个数，则停止执行所述切片步骤；
若所述数据块所包含的数据点个数大于所述预设的数据点个数，则继续执行所述切片步骤。
5.根据权利要求4所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在得到一数据图时，包括：
绘制所述数据图C＝[c1,c2,....,cm]，其中，m表示像素值为0的数据点的个数，并在去除所述数据图的边框以及所有标注后，保存为图片格式，得到初始数据图；
获取所述初始数据图的尺寸，并对所述初始数据图的尺寸进行缩小，得到所述数据图，具体如公式2和公式3所示：
式中，z1和z2为所述数据图的尺寸，M为缩小的比例，l1和l2为所述初始数据图的尺寸。
6.根据权利要求5所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在得到所述若干数据块时，包括：
获得各所述平滑曲线段的全部边界点，并生成相应的向量，具体如公式4所示：
C′＝[c1′,c′2,...,c′m]Τ(4)；
式中，C′为所有边界点的集合，c′m为各所述平滑曲线段的全部边界点；
将所述全部边界点一一映射到所述黑白图片上，得到若干边界划分点，具体如公式5所示：
式中，cm为所述若干边界划分点，l1为所述初始数据图的长度，z1为所述数据图的长度；
根据所述若干边界划分点，对所述黑白图片进行切片，得到所述若干数据块。
7.根据权利要求1所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在对所述若干数据块运行压缩算法时，包括：
根据单元数据协议对所述若干数据块运行压缩算法，得到所述压缩后的数据块；
其中，所述压缩后的数据块包括数据头、数据内容以及数据长度。
8.根据权利要求1所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在将所述待传输数据块进行封包时，包括：
获取所述待传输数据块中所有所述压缩后的数据块，进一步得到所述压缩后的数据块的个数及校验和；
根据所有所述压缩后的数据块、所述压缩后的数据块的个数及校验和进行封包；
获取所述待传输数据块中所有所述原数据块，进一步得到所述原数据块的个数及校验和；
根据所有所述原数据块、所述原数据块的个数及校验和进行封包。
9.根据权利要求8所述的打印终端图片数据的处理方法，其特征在于，在得到所述压缩后的数据块和所述原数据块的校验和时，包括：
采用CRC算法获得所述压缩后的数据块和所述原数据块的校验和。
10.一种打印终端图片数据的处理系统，其特征在于，包括：
二值化单元：用于获取待打印图片，并将所述待打印图片进行二值化得到黑白图片；
切片单元：用于对所述黑白图片进行切片形成若干数据块；
压缩单元：用于对所述若干数据块运行压缩算法，得到压缩后的数据块；
传输单元：用于判断每一所述压缩后的数据块的大小是否小于原数据块的大小；若是，则将所述压缩后的数据块作为待传输数据块；若否，则将所述原数据块作为待传输数据块；将所述待传输数据块进行封包后，传输给所述打印终端。
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