core/src/com/google/zxing/oned/Code128Reader.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.BarcodeFormat;
  20 import com.google.zxing.ReaderException;
  21 import com.google.zxing.Result;
  22 import com.google.zxing.ResultPoint;
  23 import com.google.zxing.common.BitArray;
  24 import com.google.zxing.common.GenericResultPoint;
  25
  26 import java.util.Hashtable;
  27
  28 /**
  29  * <p>Decodes Code 128 barcodes.</p>
  30  *
  31  * @author srowen@google.com (Sean Owen)
  32  */
  33 public final class Code128Reader extends AbstractOneDReader {
  34
  35   private static final int[][] CODE_PATTERNS = {
  36       {2, 1, 2, 2, 2, 2}, // 0
  37       {2, 2, 2, 1, 2, 2},
  38       {2, 2, 2, 2, 2, 1},
  39       {1, 2, 1, 2, 2, 3},
  40       {1, 2, 1, 3, 2, 2},
  41       {1, 3, 1, 2, 2, 2}, // 5
  42       {1, 2, 2, 2, 1, 3},
  43       {1, 2, 2, 3, 1, 2},
  44       {1, 3, 2, 2, 1, 2},
  45       {2, 2, 1, 2, 1, 3},
  46       {2, 2, 1, 3, 1, 2}, // 10
  47       {2, 3, 1, 2, 1, 2},
  48       {1, 1, 2, 2, 3, 2},
  49       {1, 2, 2, 1, 3, 2},
  50       {1, 2, 2, 2, 3, 1},
  51       {1, 1, 3, 2, 2, 2}, // 15
  52       {1, 2, 3, 1, 2, 2},
  53       {1, 2, 3, 2, 2, 1},
  54       {2, 2, 3, 2, 1, 1},
  55       {2, 2, 1, 1, 3, 2},
  56       {2, 2, 1, 2, 3, 1}, // 20
  57       {2, 1, 3, 2, 1, 2},
  58       {2, 2, 3, 1, 1, 2},
  59       {3, 1, 2, 1, 3, 1},
  60       {3, 1, 1, 2, 2, 2},
  61       {3, 2, 1, 1, 2, 2}, // 25
  62       {3, 2, 1, 2, 2, 1},
  63       {3, 1, 2, 2, 1, 2},
  64       {3, 2, 2, 1, 1, 2},
  65       {3, 2, 2, 2, 1, 1},
  66       {2, 1, 2, 1, 2, 3}, // 30
  67       {2, 1, 2, 3, 2, 1},
  68       {2, 3, 2, 1, 2, 1},
  69       {1, 1, 1, 3, 2, 3},
  70       {1, 3, 1, 1, 2, 3},
  71       {1, 3, 1, 3, 2, 1}, // 35
  72       {1, 1, 2, 3, 1, 3},
  73       {1, 3, 2, 1, 1, 3},
  74       {1, 3, 2, 3, 1, 1},
  75       {2, 1, 1, 3, 1, 3},
  76       {2, 3, 1, 1, 1, 3}, // 40
  77       {2, 3, 1, 3, 1, 1},
  78       {1, 1, 2, 1, 3, 3},
  79       {1, 1, 2, 3, 3, 1},
  80       {1, 3, 2, 1, 3, 1},
  81       {1, 1, 3, 1, 2, 3}, // 45
  82       {1, 1, 3, 3, 2, 1},
  83       {1, 3, 3, 1, 2, 1},
  84       {3, 1, 3, 1, 2, 1},
  85       {2, 1, 1, 3, 3, 1},
  86       {2, 3, 1, 1, 3, 1}, // 50
  87       {2, 1, 3, 1, 1, 3},
  88       {2, 1, 3, 3, 1, 1},
  89       {2, 1, 3, 1, 3, 1},
  90       {3, 1, 1, 1, 2, 3},
  91       {3, 1, 1, 3, 2, 1}, // 55
  92       {3, 3, 1, 1, 2, 1},
  93       {3, 1, 2, 1, 1, 3},
  94       {3, 1, 2, 3, 1, 1},
  95       {3, 3, 2, 1, 1, 1},
  96       {3, 1, 4, 1, 1, 1}, // 60
  97       {2, 2, 1, 4, 1, 1},
  98       {4, 3, 1, 1, 1, 1},
  99       {1, 1, 1, 2, 2, 4},
 100       {1, 1, 1, 4, 2, 2},
 101       {1, 2, 1, 1, 2, 4}, // 65
 102       {1, 2, 1, 4, 2, 1},
 103       {1, 4, 1, 1, 2, 2},
 104       {1, 4, 1, 2, 2, 1},
 105       {1, 1, 2, 2, 1, 4},
 106       {1, 1, 2, 4, 1, 2}, // 70
 107       {1, 2, 2, 1, 1, 4},
 108       {1, 2, 2, 4, 1, 1},
 109       {1, 4, 2, 1, 1, 2},
 110       {1, 4, 2, 2, 1, 1},
 111       {2, 4, 1, 2, 1, 1}, // 75
 112       {2, 2, 1, 1, 1, 4},
 113       {4, 1, 3, 1, 1, 1},
 114       {2, 4, 1, 1, 1, 2},
 115       {1, 3, 4, 1, 1, 1},
 116       {1, 1, 1, 2, 4, 2}, // 80
 117       {1, 2, 1, 1, 4, 2},
 118       {1, 2, 1, 2, 4, 1},
 119       {1, 1, 4, 2, 1, 2},
 120       {1, 2, 4, 1, 1, 2},
 121       {1, 2, 4, 2, 1, 1}, // 85
 122       {4, 1, 1, 2, 1, 2},
 123       {4, 2, 1, 1, 1, 2},
 124       {4, 2, 1, 2, 1, 1},
 125       {2, 1, 2, 1, 4, 1},
 126       {2, 1, 4, 1, 2, 1}, // 90
 127       {4, 1, 2, 1, 2, 1},
 128       {1, 1, 1, 1, 4, 3},
 129       {1, 1, 1, 3, 4, 1},
 130       {1, 3, 1, 1, 4, 1},
 131       {1, 1, 4, 1, 1, 3}, // 95
 132       {1, 1, 4, 3, 1, 1},
 133       {4, 1, 1, 1, 1, 3},
 134       {4, 1, 1, 3, 1, 1},
 135       {1, 1, 3, 1, 4, 1},
 136       {1, 1, 4, 1, 3, 1}, // 100
 137       {3, 1, 1, 1, 4, 1},
 138       {4, 1, 1, 1, 3, 1},
 139       {2, 1, 1, 4, 1, 2},
 140       {2, 1, 1, 2, 1, 4},
 141       {2, 1, 1, 2, 3, 2}, // 105
 142       {2, 3, 3, 1, 1, 1, 2}
 143   };
 144
 145   private static final int MAX_AVG_VARIANCE = (int) (PATTERN_MATCH_RESULT_SCALE_FACTOR * 0.1875f);
 146   private static final int MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE = (int) (PATTERN_MATCH_RESULT_SCALE_FACTOR * 0.25f);
 147
 148   private static final int CODE_SHIFT = 98;
 149
 150   private static final int CODE_CODE_C = 99;
 151   private static final int CODE_CODE_B = 100;
 152   private static final int CODE_CODE_A = 101;
 153
 154   private static final int CODE_FNC_1 = 102;
 155   private static final int CODE_FNC_2 = 97;
 156   private static final int CODE_FNC_3 = 96;
 157   private static final int CODE_FNC_4_A = 101;
 158   private static final int CODE_FNC_4_B = 100;
 159
 160   private static final int CODE_START_A = 103;
 161   private static final int CODE_START_B = 104;
 162   private static final int CODE_START_C = 105;
 163   private static final int CODE_STOP = 106;
 164
 165   private static int[] findStartPattern(BitArray row) throws ReaderException {
 166     int width = row.getSize();
 167     int rowOffset = 0;
 168     while (rowOffset < width) {
 169       if (row.get(rowOffset)) {
 170         break;
 171       }
 172       rowOffset++;
 173     }
 174
 175     int counterPosition = 0;
 176     int[] counters = new int[6];
 177     int patternStart = rowOffset;
 178     boolean isWhite = false;
 179     int patternLength = counters.length;
 180
 181     for (int i = rowOffset; i < width; i++) {
 182       boolean pixel = row.get(i);
 183       if ((!pixel && isWhite) || (pixel && !isWhite)) {
 184         counters[counterPosition]++;
 185       } else {
 186         if (counterPosition == patternLength - 1) {
 187           int bestVariance = MAX_AVG_VARIANCE;
 188           int bestMatch = -1;
 189           for (int startCode = CODE_START_A; startCode <= CODE_START_C; startCode++) {
 190             int variance = patternMatchVariance(counters, CODE_PATTERNS[startCode], MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE);
 191             if (variance < bestVariance) {
 192               bestVariance = variance;
 193               bestMatch = startCode;
 194             }
 195           }
 196           if (bestMatch >= 0) {
 197             return new int[]{patternStart, i, bestMatch};
 198           }
 199           patternStart += counters[0] + counters[1];
 200           for (int y = 2; y < patternLength; y++) {
 201             counters[y - 2] = counters[y];
 202           }
 203           counters[patternLength - 2] = 0;
 204           counters[patternLength - 1] = 0;
 205           counterPosition--;
 206         } else {
 207           counterPosition++;
 208         }
 209         counters[counterPosition] = 1;
 210         isWhite = !isWhite;
 211       }
 212     }
 213     throw new ReaderException("Can't find pattern");
 214   }
 215
 216   private static int decodeCode(BitArray row, int[] counters, int rowOffset) throws ReaderException {
 217     recordPattern(row, rowOffset, counters);
 218     int bestVariance = MAX_AVG_VARIANCE; // worst variance we'll accept
 219     int bestMatch = -1;
 220     for (int d = 0; d < CODE_PATTERNS.length; d++) {
 221       int[] pattern = CODE_PATTERNS[d];
 222       int variance = patternMatchVariance(counters, pattern, MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE);
 223       if (variance < bestVariance) {
 224         bestVariance = variance;
 225         bestMatch = d;
 226       }
 227     }
 228     // TODO We're overlooking the fact that the STOP pattern has 7 values, not 6
 229     if (bestMatch >= 0) {
 230       return bestMatch;
 231     } else {
 232       throw new ReaderException("Could not match any code pattern");
 233     }
 234   }
 235
 236   public Result decodeRow(int rowNumber, BitArray row, Hashtable hints) throws ReaderException {
 237
 238     int[] startPatternInfo = findStartPattern(row);
 239     int startCode = startPatternInfo[2];
 240     int codeSet;
 241     switch (startCode) {
 242       case CODE_START_A:
 243         codeSet = CODE_CODE_A;
 244         break;
 245       case CODE_START_B:
 246         codeSet = CODE_CODE_B;
 247         break;
 248       case CODE_START_C:
 249         codeSet = CODE_CODE_C;
 250         break;
 251       default:
 252         throw new ReaderException("Illegal start code");
 253     }
 254
 255     boolean done = false;
 256     boolean isNextShifted = false;
 257
 258     StringBuffer result = new StringBuffer();
 259     int lastStart = startPatternInfo[0];
 260     int nextStart = startPatternInfo[1];
 261     int[] counters = new int[6];
 262
 263     int lastCode = 0;
 264     int code = 0;
 265     int checksumTotal = startCode;
 266     int multiplier = 0;
 267
 268     while (!done) {
 269
 270       boolean unshift = isNextShifted;
 271       isNextShifted = false;
 272
 273       lastCode = code;
 274       code = decodeCode(row, counters, nextStart);
 275       if (code != CODE_STOP) {
 276         multiplier++;
 277         checksumTotal += multiplier * code;
 278       }
 279
 280       lastStart = nextStart;
 281       for (int i = 0; i < counters.length; i++) {
 282         nextStart += counters[i];
 283       }
 284
 285       // Take care of illegal start codes
 286       switch (code) {
 287         case CODE_START_A:
 288         case CODE_START_B:
 289         case CODE_START_C:
 290           throw new ReaderException("Unexpected start code");
 291       }
 292
 293       switch (codeSet) {
 294
 295         case CODE_CODE_A:
 296           if (code < 64) {
 297             result.append((char) (' ' + code));
 298           } else if (code < 96) {
 299             result.append((char) (code - 64));
 300           } else {
 301             switch (code) {
 302               case CODE_FNC_1:
 303               case CODE_FNC_2:
 304               case CODE_FNC_3:
 305               case CODE_FNC_4_A:
 306                 // do nothing?
 307                 break;
 308               case CODE_SHIFT:
 309                 isNextShifted = true;
 310                 codeSet = CODE_CODE_B;
 311                 break;
 312               case CODE_CODE_B:
 313                 codeSet = CODE_CODE_B;
 314                 break;
 315               case CODE_CODE_C:
 316                 codeSet = CODE_CODE_C;
 317                 break;
 318               case CODE_STOP:
 319                 done = true;
 320                 break;
 321             }
 322           }
 323           break;
 324         case CODE_CODE_B:
 325           if (code < 96) {
 326             result.append((char) (' ' + code));
 327           } else {
 328             switch (code) {
 329               case CODE_FNC_1:
 330               case CODE_FNC_2:
 331               case CODE_FNC_3:
 332               case CODE_FNC_4_B:
 333                 // do nothing?
 334                 break;
 335               case CODE_SHIFT:
 336                 isNextShifted = true;
 337                 codeSet = CODE_CODE_C;
 338                 break;
 339               case CODE_CODE_A:
 340                 codeSet = CODE_CODE_A;
 341                 break;
 342               case CODE_CODE_C:
 343                 codeSet = CODE_CODE_C;
 344                 break;
 345               case CODE_STOP:
 346                 done = true;
 347                 break;
 348             }
 349           }
 350           break;
 351         case CODE_CODE_C:
 352           if (code < 100) {
 353             if (code < 10) {
 354               result.append('0');
 355             }
 356             result.append(code);
 357           } else {
 358             switch (code) {
 359               case CODE_FNC_1:
 360                 // do nothing?
 361                 break;
 362               case CODE_CODE_A:
 363                 codeSet = CODE_CODE_A;
 364                 break;
 365               case CODE_CODE_B:
 366                 codeSet = CODE_CODE_B;
 367                 break;
 368               case CODE_STOP:
 369                 done = true;
 370                 break;
 371             }
 372           }
 373           break;
 374       }
 375
 376       if (unshift) {
 377         switch (codeSet) {
 378           case CODE_CODE_A:
 379             codeSet = CODE_CODE_C;
 380             break;
 381           case CODE_CODE_B:
 382             codeSet = CODE_CODE_A;
 383             break;
 384           case CODE_CODE_C:
 385             codeSet = CODE_CODE_B;
 386             break;
 387         }
 388       }
 389
 390     }
 391
 392     // Pull out from sum the value of the penultimate check code
 393     checksumTotal -= multiplier * lastCode;
 394     if (checksumTotal % 103 != lastCode) {
 395       throw new ReaderException("Checksum failed");
 396     }
 397
 398     // Need to pull out the check digits from string
 399     int resultLength = result.length();
 400     if (resultLength > 0) {
 401       if (codeSet == CODE_CODE_C) {
 402         result.delete(resultLength - 2, resultLength);
 403       } else {
 404         result.delete(resultLength - 1, resultLength);
 405       }
 406     }
 407
 408     String resultString = result.toString();
 409
 410     if (resultString.length() == 0) {
 411       // Almost surely a false positive
 412       throw new ReaderException("Empty barcode found; assuming a false positive");
 413     }
 414
 415     float left = (float) (startPatternInfo[1] + startPatternInfo[0]) / 2.0f;
 416     float right = (float) (nextStart + lastStart) / 2.0f;
 417     return new Result(
 418         resultString,
 419         null,
 420         new ResultPoint[]{
 421             new GenericResultPoint(left, (float) rowNumber),
 422             new GenericResultPoint(right, (float) rowNumber)},
 423         BarcodeFormat.CODE_128);
 424
 425   }
 426
 427 }