cpp/core/src/zxing/oned/UPCEANReader.cpp

   1 /*
   2  *  UPCEANReader.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 "UPCEANReader.h"
  21 #include <zxing/oned/OneDResultPoint.h>
  22 #include <zxing/ReaderException.h>
  23
  24 namespace zxing {
  25   namespace oned {
  26
  27     /**
  28      * Start/end guard pattern.
  29      */
  30     static const int START_END_PATTERN[3] = {1, 1, 1};
  31
  32     /**
  33      * Pattern marking the middle of a UPC/EAN pattern, separating the two halves.
  34      */
  35     static const int MIDDLE_PATTERN_LEN = 5;
  36     static const int MIDDLE_PATTERN[MIDDLE_PATTERN_LEN] = {1, 1, 1, 1, 1};
  37
  38     /**
  39      * "Odd", or "L" patterns used to encode UPC/EAN digits.
  40      */
  41     const int L_PATTERNS_LEN = 10;
  42     const int L_PATTERNS_SUB_LEN = 4;
  43     const int L_PATTERNS[10][4] = {
  44       {3, 2, 1, 1}, // 0
  45       {2, 2, 2, 1}, // 1
  46       {2, 1, 2, 2}, // 2
  47       {1, 4, 1, 1}, // 3
  48       {1, 1, 3, 2}, // 4
  49       {1, 2, 3, 1}, // 5
  50       {1, 1, 1, 4}, // 6
  51       {1, 3, 1, 2}, // 7
  52       {1, 2, 1, 3}, // 8
  53       {3, 1, 1, 2}  // 9
  54     };
  55
  56     /**
  57      * As above but also including the "even", or "G" patterns used to encode UPC/EAN digits.
  58      */
  59     const int L_AND_G_PATTERNS_LEN = 20;
  60     const int L_AND_G_PATTERNS_SUB_LEN = 4;
  61     const int L_AND_G_PATTERNS[L_AND_G_PATTERNS_LEN][L_AND_G_PATTERNS_SUB_LEN] = {
  62       {3, 2, 1, 1}, // 0
  63       {2, 2, 2, 1}, // 1
  64       {2, 1, 2, 2}, // 2
  65       {1, 4, 1, 1}, // 3
  66       {1, 1, 3, 2}, // 4
  67       {1, 2, 3, 1}, // 5
  68       {1, 1, 1, 4}, // 6
  69       {1, 3, 1, 2}, // 7
  70       {1, 2, 1, 3}, // 8
  71       {3, 1, 1, 2}, // 9
  72       {1, 1, 2, 3}, // 10 reversed 0
  73       {1, 2, 2, 2}, // 11 reversed 1
  74       {2, 2, 1, 2}, // 12 reversed 2
  75       {1, 1, 4, 1}, // 13 reversed 3
  76       {2, 3, 1, 1}, // 14 reversed 4
  77       {1, 3, 2, 1}, // 15 reversed 5
  78       {4, 1, 1, 1}, // 16 reversed 6
  79       {2, 1, 3, 1}, // 17 reversed 7
  80       {3, 1, 2, 1}, // 18 reversed 8
  81       {2, 1, 1, 3}  // 19 reversed 9
  82     };
  83
  84
  85     const int UPCEANReader::getMIDDLE_PATTERN_LEN() {
  86       return MIDDLE_PATTERN_LEN;
  87     }
  88
  89     const int* UPCEANReader::getMIDDLE_PATTERN() {
  90       return MIDDLE_PATTERN;
  91     }
  92
  93     UPCEANReader::UPCEANReader() {
  94     }
  95
  96
  97     Ref<Result> UPCEANReader::decodeRow(int rowNumber, Ref<BitArray> row) {
  98                         int* start = NULL;
  99                         try {
 100                                 start = findStartGuardPattern(row);
 101                                 Ref<Result> result = decodeRow(rowNumber, row, start);
 102                                 delete [] start;
 103                                 return result;
 104                         } catch (ReaderException const& re) {
 105                                 delete [] start;
 106                                 return Ref<Result>();
 107                         }
 108     }
 109
 110     Ref<Result> UPCEANReader::decodeRow(int rowNumber, Ref<BitArray> row, int startGuardRange[]) {
 111       int* endRange = NULL;
 112       try {
 113                                 std::string tmpResultString;
 114         std::string& tmpResultStringRef = tmpResultString;
 115         int endStart = decodeMiddle(row, startGuardRange, 2 /*reference findGuardPattern*/ ,
 116             tmpResultStringRef);
 117         endRange = decodeEnd(row, endStart);
 118
 119         // Make sure there is a quiet zone at least as big as the end pattern after the barcode.
 120         // The spec might want more whitespace, but in practice this is the maximum we can count on.
 121         size_t end = endRange[1];
 122         size_t quietEnd = end + (end - endRange[0]);
 123         if (quietEnd >= row->getSize() || !row->isRange(end, quietEnd, false)) {
 124           throw ReaderException("Quiet zone asserrt fail.");
 125         }
 126
 127         if (!checkChecksum(tmpResultString)) {
 128           throw ReaderException("Checksum fail.");
 129         }
 130
 131         Ref<String> resultString(new String(tmpResultString));
 132
 133         float left = (float) (startGuardRange[1] + startGuardRange[0]) / 2.0f;
 134         float right = (float) (endRange[1] + endRange[0]) / 2.0f;
 135
 136         std::vector< Ref<ResultPoint> > resultPoints(2);
 137         Ref<OneDResultPoint> resultPoint1(new OneDResultPoint(left, (float) rowNumber));
 138         Ref<OneDResultPoint> resultPoint2(new OneDResultPoint(right, (float) rowNumber));
 139         resultPoints[0] = resultPoint1;
 140         resultPoints[1] = resultPoint2;
 141
 142         ArrayRef<unsigned char> resultBytes(1);
 143
 144         Ref<Result> res(new Result(resultString, resultBytes, resultPoints, getBarcodeFormat()));
 145         delete [] endRange;
 146         return res;
 147       } catch (ReaderException const& re) {
 148         delete [] endRange;
 149                                 throw re;
 150                         }
 151     }
 152
 153     int* UPCEANReader::findStartGuardPattern(Ref<BitArray> row) {
 154       bool foundStart = false;
 155       int* startRange = NULL;
 156       int nextStart = 0;
 157       try {
 158         while (!foundStart) {
 159           delete [] startRange;
 160           startRange = NULL;
 161           startRange = findGuardPattern(row, nextStart, false, START_END_PATTERN,
 162               sizeof(START_END_PATTERN) / sizeof(int));
 163           int start = startRange[0];
 164           nextStart = startRange[1];
 165           // Make sure there is a quiet zone at least as big as the start pattern before the barcode.
 166           // If this check would run off the left edge of the image, do not accept this barcode,
 167           // as it is very likely to be a false positive.
 168           int quietStart = start - (nextStart - start);
 169           if (quietStart >= 0) {
 170             foundStart = row->isRange(quietStart, start, false);
 171           }
 172         }
 173         return startRange;
 174       } catch (ReaderException const& re) {
 175         delete [] startRange;
 176         throw re;
 177       }
 178     }
 179
 180     // TODO(flyashi): Return a pair<int, int> for return value to avoid using the heap.
 181     int* UPCEANReader::findGuardPattern(Ref<BitArray> row, int rowOffset, bool whiteFirst,
 182         const int pattern[], int patternLen) {
 183       int patternLength = patternLen;
 184       int counters[patternLength];
 185       int countersCount = sizeof(counters) / sizeof(int);
 186       for (int i = 0; i < countersCount; i++) {
 187         counters[i] = 0;
 188       }
 189       int width = row->getSize();
 190       bool isWhite = false;
 191       while (rowOffset < width) {
 192         isWhite = !row->get(rowOffset);
 193         if (whiteFirst == isWhite) {
 194           break;
 195         }
 196         rowOffset++;
 197       }
 198
 199       int counterPosition = 0;
 200       int patternStart = rowOffset;
 201       for (int x = rowOffset; x < width; x++) {
 202         bool pixel = row->get(x);
 203         if (pixel ^ isWhite) {
 204           counters[counterPosition]++;
 205         } else {
 206           if (counterPosition == patternLength - 1) {
 207             if (patternMatchVariance(counters, countersCount, pattern,
 208                 MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE) < MAX_AVG_VARIANCE) {
 209               int* resultValue = new int[2];
 210               resultValue[0] = patternStart;
 211               resultValue[1] = x;
 212               return resultValue;
 213             }
 214             patternStart += counters[0] + counters[1];
 215             for (int y = 2; y < patternLength; y++) {
 216               counters[y - 2] = counters[y];
 217             }
 218             counters[patternLength - 2] = 0;
 219             counters[patternLength - 1] = 0;
 220             counterPosition--;
 221           } else {
 222             counterPosition++;
 223           }
 224           counters[counterPosition] = 1;
 225           isWhite = !isWhite;
 226         }
 227       }
 228       throw ReaderException("findGuardPattern");
 229     }
 230
 231     int* UPCEANReader::decodeEnd(Ref<BitArray> row, int endStart) {
 232       return findGuardPattern(row, endStart, false, START_END_PATTERN,
 233           sizeof(START_END_PATTERN) / sizeof(int));
 234     }
 235
 236 //    int UPCEANReader::decodeDigit(Ref<BitArray> row, int counters[], int countersLen, int rowOffset, int** patterns/*[][]*/, int paterns1Len, int paterns2Len)
 237     int UPCEANReader::decodeDigit(Ref<BitArray> row, int counters[], int countersLen, int rowOffset,
 238         UPC_EAN_PATTERNS patternType) {
 239       recordPattern(row, rowOffset, counters, countersLen);
 240       unsigned int bestVariance = MAX_AVG_VARIANCE; // worst variance we'll accept
 241       int bestMatch = -1;
 242
 243       int max = 0;
 244       switch (patternType) {
 245         case UPC_EAN_PATTERNS_L_PATTERNS:
 246           max = L_PATTERNS_LEN;
 247           for (int i = 0; i < max; i++) {
 248             int pattern[countersLen];
 249             for(int j = 0; j< countersLen; j++){
 250               pattern[j] = L_PATTERNS[i][j];
 251             }
 252
 253             unsigned int variance = patternMatchVariance(counters, countersLen, pattern,
 254                 MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE);
 255             if (variance < bestVariance) {
 256               bestVariance = variance;
 257               bestMatch = i;
 258             }
 259           }
 260           break;
 261         case UPC_EAN_PATTERNS_L_AND_G_PATTERNS:
 262           max = L_AND_G_PATTERNS_LEN;
 263           for (int i = 0; i < max; i++) {
 264             int pattern[countersLen];
 265             for(int j = 0; j< countersLen; j++){
 266               pattern[j] = L_AND_G_PATTERNS[i][j];
 267             }
 268
 269             unsigned int variance = patternMatchVariance(counters, countersLen, pattern,
 270                 MAX_INDIVIDUAL_VARIANCE);
 271             if (variance < bestVariance) {
 272               bestVariance = variance;
 273               bestMatch = i;
 274             }
 275           }
 276           break;
 277         default:
 278           break;
 279       }
 280       if (bestMatch >= 0) {
 281         return bestMatch;
 282       } else {
 283         throw ReaderException("UPCEANReader::decodeDigit: No best mach");
 284       }
 285     }
 286
 287
 288     /**
 289      * @return {@link #checkStandardUPCEANChecksum(String)}
 290      */
 291     bool UPCEANReader::checkChecksum(std::string s) {
 292       return checkStandardUPCEANChecksum(s);
 293     }
 294
 295     /**
 296      * Computes the UPC/EAN checksum on a string of digits, and reports
 297      * whether the checksum is correct or not.
 298      *
 299      * @param s string of digits to check
 300      * @return true iff string of digits passes the UPC/EAN checksum algorithm
 301      * @throws ReaderException if the string does not contain only digits
 302      */
 303     bool UPCEANReader::checkStandardUPCEANChecksum(std::string s) {
 304       int length = s.length();
 305       if (length == 0) {
 306         return false;
 307       }
 308
 309       int sum = 0;
 310       for (int i = length - 2; i >= 0; i -= 2) {
 311         int digit = (int) s[i] - (int) '0';
 312         if (digit < 0 || digit > 9) {
 313           throw ReaderException("checkStandardUPCEANChecksum");
 314         }
 315         sum += digit;
 316       }
 317       sum *= 3;
 318       for (int i = length - 1; i >= 0; i -= 2) {
 319         int digit = (int) s[i] - (int) '0';
 320         if (digit < 0 || digit > 9) {
 321           throw ReaderException("checkStandardUPCEANChecksum");
 322         }
 323         sum += digit;
 324       }
 325       return sum % 10 == 0;
 326     }
 327
 328     UPCEANReader::~UPCEANReader() {
 329     }
 330   }
 331 }