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減色処理 二値化画像印刷
2022.05.18

YouTube でも紹介しています。画像をクリックすると再生できます。

前回の「減色処理 グレースケール・二値化」では、
元画像のガンマ補正解除
   ↓
BT.709規格の加重平均によるグレースケール化
   ↓
フロイト-シュタインバーグ・ディザリングを適用した二値化処理
を行いました。今回はこの二値化画像をサーマルプリンターにより印刷します。


DP-EH600は、埋め込みサーマルプリンターで、接続端子が使いずらいので、分解してディスプレイケースの台座に取り付けています。
蓋をすると埃が被る心配もありません。
>
■実行環境

ノートパソコンから、TeraTermによりラズベリーパイにSSH接続、ソースコードをビルドして、ESP32-S2にアップロードしています。

■配線
サーマルプリンターTTL端子のGNDとRXを、TinyS2(ESP32-S2)のGNDとTXにつなぎます。 また、電源は5V4AのDCアダプターから供給しています。

基本となる配線は下記の解説を参考にしてください。


■印刷
シリアルポートに接続して、サーマルプリンターに制御コードを流し込んで印刷します。 制御コードの一覧は、プリンタ用制御コード(ESC/P:Epson Standard Code for Printer)を参照してください。

ビットマップ・モードによる印刷
ESC * m nL nH d1 ... dk
m = 0x21 (24-point Double density)
nH = width >> 8
nL = width & 0x00ff


ビット操作の際に、縦24ドットをuint8_t 3バイトとして扱うのではなく、uint32_t の32ビットとして処理し、送信時に1バイトデータに分割送信すると、 アルゴリズムが簡単になります。

サンプルコード
typedef struct {
	uint8_t  R;
	uint8_t  G;
	uint8_t  B;
} PIXEL_INFO;

void esc_bitmap(PIXEL_INFO *rgb, uint32_t height, uint32_t width) {

	uint32_t   x, y, ypos, dot_y;
	PIXEL_INFO *imgpt;
	uint32_t    *stack, *pt;  // 24-point double density

	uint8_t nH = width >> 8;
	uint8_t nL = width & 0x00ff;

	stack = (uint32_t *)malloc(width * sizeof(uint32_t));
	for (y = 0; y < height; y += 24) {
		memset(stack,0x00,width*sizeof(uint32_t));
		pt = stack;
		for (x=0; x < width; x++) {
			for (dot_y=0; dot_y < 24; dot_y++) {
				ypos = y + dot_y;
				if (ypos >= height) break;
				imgpt = rgb + (width * ypos) + x;
				(*pt)<<=1;
				if (imgpt->R==0) *pt += 1;
			}
			if (ypos >= height) break;
			pt++;
		}
		esc(0x1B); esc(0x2a); esc(0x21); esc(nL); esc(nH);
/*
		for (pt = stack, x=0; x < width; x++, pt++) {
			esc(((*pt)>>16)&0xff);
			esc(((*pt)>> 8)&0xff);
			esc(((*pt)    )&0xff);
		}
*/
		pt = stack+width-1;
		while (true) {
			esc(((*pt)>>16)&0xff);
			esc(((*pt)>> 8)&0xff);
			esc(((*pt)    )&0xff);
			if (pt==stack) break;
			pt--;
		}
		delay(200);
	}
	esc(0x00);
}

void esc_bitmap(PIXEL_INFO *rgb, ....
rgb のピクセルの並びは、(0,0)~(width - 1,0),(0,1)~(width - 1,1),~,(0,height -1)~(width - 1,height - 1)

普通にESCコードを出力すると印刷画像が左右反転してしまうので、下記の補正を行っています。
pt = stack+width-1;
while (true) {
 esc(((*pt)>>16)&0xff);
 esc(((*pt)>> 8)&0xff);
 esc(((*pt) )&0xff);
 if (pt==stack) break;
 pt--;
}

delay(200)
これを入れないと、印刷が間に合わず、プリンタが停止してしまいます。 0.2msec程が丁度よいようです。あるいは

RTS/DTR(Request to Send/送信要求)端子の状況を監視して、LOW(Ready)のときに送信するように制御することも可能です。


印刷している様子です。



印刷濃度設定
印刷の濃さを設定する場合は下記のESCコードで指定します。
ESC 7 n1 n2 n3
n1: # 0-255, heated Point, unit (8 dots), default 9 (80 points)
n2: # 0-255, heating time, unit (10us), default 80
n3: # 0-255, Heating time interval, unit (10us), default 2
使用するサーマルプリンターによって調整する必要があるのですが、DP-EH600の場合
(default)
esc(0x1B); esc(0x37); esc(0x09); esc(0x50); esc(0x02);
(薄めに印刷)
esc(0x1B); esc(0x37); esc(0x09); esc(0x14); esc(0x02);
(濃いめに印刷)
esc(0x1B); esc(0x37); esc(0x09); esc(0x5A); esc(0x02);
で使用しています。また、薄めに印刷する場合、
ESC * m nL nH d1 ... dk
発行後に、
delay(400);
程度の待ち時間をとったほうがよいかもしれません。

esc(0x1B); esc(0x37); esc(0x09); esc(0x14); esc(0x02);で印刷

ちょっと横方向のスジが目立っていますが、アートっぽいです。

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