core/src/com/google/zxing/oned/AbstractOneDReader.java

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Google Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 package com.google.zxing.oned;
  18
  19 import com.google.zxing.BlackPointEstimationMethod;
  20 import com.google.zxing.DecodeHintType;
  21 import com.google.zxing.MonochromeBitmapSource;
  22 import com.google.zxing.ReaderException;
  23 import com.google.zxing.Result;
  24 import com.google.zxing.ResultMetadataType;
  25 import com.google.zxing.common.BitArray;
  26
  27 import java.util.Hashtable;
  28
  29 /**
  30  * <p>Encapsulates functionality and implementation that is common to all families
  31  * of one-dimensional barcodes.</p>
  32  *
  33  * @author dswitkin@google.com (Daniel Switkin)
  34  * @author srowen@google.com (Sean Owen)
  35  */
  36 public abstract class AbstractOneDReader implements OneDReader {
  37
  38   public final Result decode(MonochromeBitmapSource image) throws ReaderException {
  39     return decode(image, null);
  40   }
  41
  42   public final Result decode(MonochromeBitmapSource image, Hashtable hints) throws ReaderException {
  43     boolean tryHarder = hints != null && hints.containsKey(DecodeHintType.TRY_HARDER);
  44     try {
  45       return doDecode(image, hints, tryHarder);
  46     } catch (ReaderException re) {
  47       if (tryHarder && image.isRotateSupported()) {
  48         MonochromeBitmapSource rotatedImage = image.rotateCounterClockwise();
  49         Result result = doDecode(rotatedImage, hints, tryHarder);
  50         // Record that we found it rotated 90 degrees CCW / 270 degrees CW
  51         Hashtable metadata = result.getResultMetadata();
  52         int orientation = 270;
  53         if (metadata != null && metadata.containsKey(ResultMetadataType.ORIENTATION)) {
  54           // But if we found it reversed in doDecode(), add in that result here:
  55           orientation = (orientation + ((Integer) metadata.get(ResultMetadataType.ORIENTATION)).intValue()) % 360;
  56         }
  57         result.putMetadata(ResultMetadataType.ORIENTATION, new Integer(orientation));
  58         return result;
  59       } else {
  60         throw re;
  61       }
  62     }
  63   }
  64
  65   private Result doDecode(MonochromeBitmapSource image, Hashtable hints, boolean tryHarder) throws ReaderException {
  66
  67     int width = image.getWidth();
  68     int height = image.getHeight();
  69
  70     BitArray row = new BitArray(width);
  71
  72     // We're going to examine rows from the middle outward, searching alternately above and below the middle,
  73     // and farther out each time. rowStep is the number of rows between each successive attempt above and below
  74     // the middle. So we'd scan row middle, then middle - rowStep, then middle + rowStep,
  75     // then middle - 2*rowStep, etc.
  76     // rowStep is bigger as the image is taller, but is always at least 1. We've somewhat arbitrarily decided
  77     // that moving up and down by about 1/16 of the image is pretty good; we try more of the image if
  78     // "trying harder"
  79     int middle = height >> 1;
  80     int rowStep = Math.max(1, height >> (tryHarder ? 7 : 4));
  81     int maxLines;
  82     if (tryHarder) {
  83       maxLines = height; // Look at the whole image; looking for more than one barcode
  84     } else {
  85       maxLines = 7;
  86     }
  87
  88     for (int x = 0; x < maxLines; x++) {
  89
  90       // Scanning from the middle out. Determine which row we're looking at next:
  91       int rowStepsAboveOrBelow = (x + 1) >> 1;
  92       boolean isAbove = (x & 0x01) == 0; // i.e. is x even?
  93       int rowNumber = middle + rowStep * (isAbove ? rowStepsAboveOrBelow : -rowStepsAboveOrBelow);
  94       if (rowNumber < 0 || rowNumber >= height) {
  95         // Oops, if we run off the top or bottom, stop
  96         break;
  97       }
  98
  99       // Estimate black point for this row and load it:
 100       try {
 101         image.estimateBlackPoint(BlackPointEstimationMethod.ROW_SAMPLING, rowNumber);
 102       } catch (ReaderException re) {
 103         continue;
 104       }
 105       image.getBlackRow(rowNumber, row, 0, width);
 106
 107       // While we have the image data in a BitArray, it's fairly cheap to reverse it in place to
 108       // handle decoding upside down barcodes.
 109       for (int attempt = 0; attempt < 2; attempt++) {
 110         if (attempt == 1) { // trying again?
 111           row.reverse(); // reverse the row and continue
 112         }
 113         try {
 114           // Look for a barcode
 115           Result result = decodeRow(rowNumber, row, hints);
 116           // We found our barcode
 117           if (attempt == 1) {
 118             // But it was upside down, so note that
 119             result.putMetadata(ResultMetadataType.ORIENTATION, new Integer(180));
 120           }
 121           return result;
 122         } catch (ReaderException re) {
 123           // continue -- just couldn't decode this row
 124         }
 125       }
 126     }
 127
 128     throw new ReaderException("No barcode found");
 129   }
 130
 131   /**
 132    * Records the size of successive runs of white and black pixels in a row, starting at a given point.
 133    * The values are recorded in the given array, and the number of runs recorded is equal to the size
 134    * of the array. If the row starts on a white pixel at the given start point, then the first count
 135    * recorded is the run of white pixels starting from that point; likewise it is the count of a run
 136    * of black pixels if the row begin on a black pixels at that point.
 137    *
 138    * @param row row to count from
 139    * @param start offset into row to start at
 140    * @param counters array into which to record counts
 141    * @throws ReaderException if counters cannot be filled entirely from row before running out of pixels
 142    */
 143   static void recordPattern(BitArray row, int start, int[] counters) throws ReaderException {
 144     int numCounters = counters.length;
 145     for (int i = 0; i < numCounters; i++) {
 146       counters[i] = 0;
 147     }
 148     int end = row.getSize();
 149     if (start >= end) {
 150       throw new ReaderException("Couldn't fully read a pattern");
 151     }
 152     boolean isWhite = !row.get(start);
 153     int counterPosition = 0;
 154     int i = start;
 155     while (i < end) {
 156       boolean pixel = row.get(i);
 157       if ((!pixel && isWhite) || (pixel && !isWhite)) {
 158         counters[counterPosition]++;
 159       } else {
 160         counterPosition++;
 161         if (counterPosition == numCounters) {
 162           break;
 163         } else {
 164           counters[counterPosition] = 1;
 165           isWhite = !isWhite;
 166         }
 167       }
 168       i++;
 169     }
 170     // If we read fully the last section of pixels and filled up our counters -- or filled
 171     // the last counter but ran off the side of the image, OK. Otherwise, a problem.
 172     if (!(counterPosition == numCounters || (counterPosition == numCounters - 1 && i == end))) {
 173       throw new ReaderException("Couldn't fully read a pattern");
 174     }
 175   }
 176
 177   /**
 178    * Determines how closely a set of observed counts of runs of black/white values matches a given
 179    * target pattern. This is reported as the ratio of the total variance from the expected pattern proportions
 180    * across all pattern elements, to the length of the pattern.
 181    *
 182    * @param counters observed counters
 183    * @param pattern expected pattern
 184    * @return average variance between counters and pattern
 185    */
 186   static float patternMatchVariance(int[] counters, int[] pattern) {
 187     int total = 0;
 188     int numCounters = counters.length;
 189     int patternLength = 0;
 190     for (int i = 0; i < numCounters; i++) {
 191       total += counters[i];
 192       patternLength += pattern[i];
 193     }
 194     float unitBarWidth = (float) total / (float) patternLength;
 195
 196     float totalVariance = 0.0f;
 197     for (int x = 0; x < numCounters; x++) {
 198       float scaledCounter = (float) counters[x] / unitBarWidth;
 199       float width = pattern[x];
 200       float abs = scaledCounter > width ? scaledCounter - width : width - scaledCounter;
 201       totalVariance += abs;
 202     }
 203     return totalVariance / (float) patternLength;
 204   }
 205
 206   // This declaration should not be necessary, since this class is
 207   // abstract and so does not have to provide an implementation for every
 208   // method of an interface it implements, but it is causing NoSuchMethodError
 209   // issues on some Nokia JVMs. So we add this superfluous declaration:
 210
 211   public abstract Result decodeRow(int rowNumber, BitArray row, Hashtable hints) throws ReaderException;
 212
 213 }