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       if (width & 0x07) {
  60         subWidth++;
  61       }
  62       int subHeight = height >> 3;
  63       if (height & 0x07) {
  64         subHeight++;
  65       }
  66       int *blackPoints = calculateBlackPoints(luminances, subWidth, subHeight, width, height);
  67       cached_matrix_.reset(new BitMatrix(width,height));
  68       calculateThresholdForBlock(luminances, subWidth, subHeight, width, height, blackPoints, cached_matrix_);
  69       delete [] blackPoints;
  70       delete [] luminances;
  71     } else {
  72       // If the image is too small, fall back to the global histogram approach.
  73       cached_matrix_.reset(GlobalHistogramBinarizer::getBlackMatrix());
  74     }
  75   }
  76 }
  77
  78 void HybridBinarizer::calculateThresholdForBlock(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
  79     int width, int height, int blackPoints[], Ref<BitMatrix> matrix) {
  80   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
  81     int yoffset = y << 3;
  82     if (yoffset + 8 >= height) {
  83       yoffset = height - 8;
  84     }
  85     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
  86       int xoffset = x << 3;
  87       if (xoffset + 8 >= width) {
  88         xoffset = width - 8;
  89       }
  90       int left = (x > 1) ? x : 2;
  91       left = (left < subWidth - 2) ? left : subWidth - 3;
  92       int top = (y > 1) ? y : 2;
  93       top = (top < subHeight - 2) ? top : subHeight - 3;
  94       int sum = 0;
  95       for (int z = -2; z <= 2; z++) {
  96         int *blackRow = &blackPoints[(top + z) * subWidth];
  97         sum += blackRow[left - 2];
  98         sum += blackRow[left - 1];
  99         sum += blackRow[left];
 100         sum += blackRow[left + 1];
 101         sum += blackRow[left + 2];
 102       }
 103       int average = sum / 25;
 104       threshold8x8Block(luminances, xoffset, yoffset, average, width, matrix);
 105     }
 106   }
 107 }
 108
 109 void HybridBinarizer::threshold8x8Block(unsigned char* luminances, int xoffset, int yoffset, int threshold,
 110     int stride, Ref<BitMatrix> matrix) {
 111   for (int y = 0; y < 8; y++) {
 112     int offset = (yoffset + y) * stride + xoffset;
 113     for (int x = 0; x < 8; x++) {
 114       int pixel = luminances[offset + x] & 0xff;
 115       if (pixel < threshold) {
 116         matrix->set(xoffset + x, yoffset + y);
 117       }
 118     }
 119   }
 120 }
 121
 122 int* HybridBinarizer::calculateBlackPoints(unsigned char* luminances, int subWidth, int subHeight,
 123     int width, int height) {
 124   int *blackPoints = new int[subHeight * subWidth];
 125   for (int y = 0; y < subHeight; y++) {
 126     int yoffset = y << 3;
 127     if (yoffset + 8 >= height) {
 128       yoffset = height - 8;
 129     }
 130     for (int x = 0; x < subWidth; x++) {
 131       int xoffset = x << 3;
 132       if (xoffset + 8 >= width) {
 133         xoffset = width - 8;
 134       }
 135       int sum = 0;
 136       int min = 255;
 137       int max = 0;
 138       for (int yy = 0; yy < 8; yy++) {
 139         int offset = (yoffset + yy) * width + xoffset;
 140         for (int xx = 0; xx < 8; xx++) {
 141           int pixel = luminances[offset + xx] & 0xff;
 142           sum += pixel;
 143           if (pixel < min) {
 144             min = pixel;
 145           }
 146           if (pixel > max) {
 147             max = pixel;
 148           }
 149         }
 150       }
 151
 152       // If the contrast is inadequate, use half the minimum, so that this block will be
 153       // treated as part of the white background, but won't drag down neighboring blocks
 154       // too much.
 155       int average;
 156       if (max - min > 24) {
 157           average = (sum >> 6);
 158       } else {
 159         average = max == 0 ? 1 : (min >> 1);
 160       }
 161       blackPoints[y * subWidth + x] = average;
 162     }
 163   }
 164   return blackPoints;
 165 }
 166
 167 } // namespace zxing
 168