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       delete [] luminances;
  65     } else {
  66       // If the image is too small, fall back to the global histogram approach.
  67       cached_matrix_.reset(GlobalHistogramBinarizer::getBlackMatrix());
  68     }
  69   }
  70 }
  71
  72 void HybridBinarizer::calculateThresholdForBlock(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
  73     int stride, int blackPoints[], Ref<BitMatrix> matrix) {
  74   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
  75     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
  76       int left = (x > 1) ? x : 2;
  77       left = (left < subWidth - 2) ? left : subWidth - 3;
  78       int top = (y > 1) ? y : 2;
  79       top = (top < subHeight - 2) ? top : subHeight - 3;
  80       int sum = 0;
  81       for (int z = -2; z <= 2; z++) {
  82         int *blackRow = &blackPoints[(top + z) * subWidth];
  83         sum += blackRow[left - 2];
  84         sum += blackRow[left - 1];
  85         sum += blackRow[left];
  86         sum += blackRow[left + 1];
  87         sum += blackRow[left + 2];
  88       }
  89       int average = sum / 25;
  90       threshold8x8Block(luminances, x << 3, y << 3, average, stride, matrix);
  91     }
  92   }
  93 }
  94
  95 void HybridBinarizer::threshold8x8Block(unsigned char* luminances, int xoffset, int yoffset, int threshold,
  96     int stride, Ref<BitMatrix> matrix) {
  97   for (int y = 0; y < 8; y++) {
  98     int offset = (yoffset + y) * stride + xoffset;
  99     for (int x = 0; x < 8; x++) {
 100       int pixel = luminances[offset + x] & 0xff;
 101       if (pixel < threshold) {
 102         matrix->set(xoffset + x, yoffset + y);
 103       }
 104     }
 105   }
 106 }
 107
 108 int* HybridBinarizer::calculateBlackPoints(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
 109     int stride) {
 110   int *blackPoints = new int[subHeight * subWidth];
 111   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
 112     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
 113       int sum = 0;
 114       int min = 255;
 115       int max = 0;
 116       for (int yy = 0; yy < 8; yy++) {
 117         int offset = ((y << 3) + yy) * stride + (x << 3);
 118         for (int xx = 0; xx < 8; xx++) {
 119           int pixel = luminances[offset + xx] & 0xff;
 120           sum += pixel;
 121           if (pixel < min) {
 122             min = pixel;
 123           }
 124           if (pixel > max) {
 125             max = pixel;
 126           }
 127         }
 128       }
 129
 130       // If the contrast is inadequate, use half the minimum, so that this block will be
 131       // treated as part of the white background, but won't drag down neighboring blocks
 132       // too much.
 133       int average;
 134       if (max - min > 24) {
 135           average = (sum >> 6);
 136       } else {
 137         average = max == 0 ? 1 : (min >> 1);
 138       }
 139       blackPoints[y * subWidth + x] = average;
 140     }
 141   }
 142   return blackPoints;
 143 }
 144
 145 } // namespace zxing
 146