cpp/core/src/zxing/common/HybridBinarizer.cpp

   1 /*
   2  *  HybridBinarizer.cpp
   3  *  zxing
   4  *
   5  *  Copyright 2010 ZXing authors All rights reserved.
   6  *
   7  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8  * you may not use this file except in compliance with the License.
   9  * You may obtain a copy of the License at
  10  *
  11  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12  *
  13  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16  * See the License for the specific language governing permissions and
  17  * limitations under the License.
  18  */
  19
  20 #include <zxing/common/HybridBinarizer.h>
  21
  22 #include <zxing/common/IllegalArgumentException.h>
  23
  24 namespace zxing {
  25 using namespace std;
  26
  27 static const int MINIMUM_DIMENSION = 40;
  28
  29 static const int LUMINANCE_BITS = 5;
  30 static const int LUMINANCE_SHIFT = 8 - LUMINANCE_BITS;
  31 static const int LUMINANCE_BUCKETS = 1 << LUMINANCE_BITS;
  32
  33 HybridBinarizer::HybridBinarizer(Ref<LuminanceSource> source) :
  34   GlobalHistogramBinarizer(source), cached_matrix_(NULL), cached_row_(NULL), cached_row_num_(-1) {
  35
  36 }
  37
  38 HybridBinarizer::~HybridBinarizer() {
  39 }
  40
  41
  42 Ref<BitMatrix> HybridBinarizer::getBlackMatrix() {
  43   binarizeEntireImage();
  44   return cached_matrix_;
  45 }
  46
  47 Ref<Binarizer> HybridBinarizer::createBinarizer(Ref<LuminanceSource> source) {
  48   return Ref<Binarizer> (new HybridBinarizer(source));
  49 }
  50
  51 void HybridBinarizer::binarizeEntireImage() {
  52   if (cached_matrix_ == NULL) {
  53     Ref<LuminanceSource> source = getLuminanceSource();
  54     if (source->getWidth() >= MINIMUM_DIMENSION && source->getHeight() >= MINIMUM_DIMENSION) {
  55       unsigned char* luminances = source->getMatrix();
  56       int width = source->getWidth();
  57       int height = source->getHeight();
  58       int subWidth = width >> 3;
  59       int subHeight = height >> 3;
  60       int *blackPoints = calculateBlackPoints(luminances, subWidth, subHeight, width);
  61       cached_matrix_.reset(new BitMatrix(width,height));
  62       calculateThresholdForBlock(luminances, subWidth, subHeight, width, blackPoints, cached_matrix_);
  63       delete [] blackPoints;
  64     } else {
  65       // If the image is too small, fall back to the global histogram approach.
  66       cached_matrix_.reset(GlobalHistogramBinarizer::getBlackMatrix());
  67     }
  68   }
  69 }
  70
  71 void HybridBinarizer::calculateThresholdForBlock(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
  72     int stride, int blackPoints[], Ref<BitMatrix> matrix) {
  73   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
  74     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
  75       int left = (x > 1) ? x : 2;
  76       left = (left < subWidth - 2) ? left : subWidth - 3;
  77       int top = (y > 1) ? y : 2;
  78       top = (top < subHeight - 2) ? top : subHeight - 3;
  79       int sum = 0;
  80       for (int z = -2; z <= 2; z++) {
  81         int *blackRow = &blackPoints[(top + z) * subWidth];
  82         sum += blackRow[left - 2];
  83         sum += blackRow[left - 1];
  84         sum += blackRow[left];
  85         sum += blackRow[left + 1];
  86         sum += blackRow[left + 2];
  87       }
  88       int average = sum / 25;
  89       threshold8x8Block(luminances, x << 3, y << 3, average, stride, matrix);
  90     }
  91   }
  92 }
  93
  94 void HybridBinarizer::threshold8x8Block(unsigned char* luminances, int xoffset, int yoffset, int threshold,
  95     int stride, Ref<BitMatrix> matrix) {
  96   for (int y = 0; y < 8; y++) {
  97     int offset = (yoffset + y) * stride + xoffset;
  98     for (int x = 0; x < 8; x++) {
  99       int pixel = luminances[offset + x] & 0xff;
 100       if (pixel < threshold) {
 101         matrix->set(xoffset + x, yoffset + y);
 102       }
 103     }
 104   }
 105 }
 106
 107 int* HybridBinarizer::calculateBlackPoints(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
 108     int stride) {
 109   int *blackPoints = new int[subHeight * subWidth];
 110   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
 111     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
 112       int sum = 0;
 113       int min = 255;
 114       int max = 0;
 115       for (int yy = 0; yy < 8; yy++) {
 116         int offset = ((y << 3) + yy) * stride + (x << 3);
 117         for (int xx = 0; xx < 8; xx++) {
 118           int pixel = luminances[offset + xx] & 0xff;
 119           sum += pixel;
 120           if (pixel < min) {
 121             min = pixel;
 122           }
 123           if (pixel > max) {
 124             max = pixel;
 125           }
 126         }
 127       }
 128
 129       // If the contrast is inadequate, use half the minimum, so that this block will be
 130       // treated as part of the white background, but won't drag down neighboring blocks
 131       // too much.
 132       int average;
 133       if (max - min > 24) {
 134           average = (sum >> 6);
 135       } else {
 136         average = max == 0 ? 1 : (min >> 1);
 137       }
 138       blackPoints[y * subWidth + x] = average;
 139     }
 140   }
 141   return blackPoints;
 142 }
 143
 144 } // namespace zxing
 145