javase/src/com/google/zxing/client/j2se/BufferedImageMonochromeBitmapSource.java

   1 /*
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   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
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   6  * You may obtain a copy of the License at
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   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
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  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.
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  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 package com.google.zxing.client.j2se;
  18
  19 import com.google.zxing.BlackPointEstimationMethod;
  20 import com.google.zxing.MonochromeBitmapSource;
  21 import com.google.zxing.ReaderException;
  22 import com.google.zxing.common.BitArray;
  23 import com.google.zxing.common.BlackPointEstimator;
  24
  25 import java.awt.geom.AffineTransform;
  26 import java.awt.image.AffineTransformOp;
  27 import java.awt.image.BufferedImage;
  28 import java.awt.image.BufferedImageOp;
  29
  30 /**
  31  * <p>An implementation based upon {@link BufferedImage}. This provides access to the
  32  * underlying image as if it were a monochrome image. Behind the scenes, it is evaluating
  33  * the luminance of the underlying image by retrieving its pixels' RGB values.</p>
  34  *
  35  * <p>This may also be used to construct a {@link MonochromeBitmapSource}
  36  * based on a region of a {@link BufferedImage}; see
  37  * {@link #BufferedImageMonochromeBitmapSource(BufferedImage, int, int, int, int)}.</p>
  38  *
  39  * @author srowen@google.com (Sean Owen), Daniel Switkin (dswitkin@google.com)
  40  */
  41 public final class BufferedImageMonochromeBitmapSource implements MonochromeBitmapSource {
  42
  43   private final BufferedImage image;
  44   private final int left;
  45   private final int top;
  46   private final int width;
  47   private final int height;
  48   private int blackPoint;
  49   private BlackPointEstimationMethod lastMethod;
  50   private int lastArgument;
  51
  52   private static final int LUMINANCE_BITS = 5;
  53   private static final int LUMINANCE_SHIFT = 8 - LUMINANCE_BITS;
  54   private static final int LUMINANCE_BUCKETS = 1 << LUMINANCE_BITS;
  55
  56   /**
  57    * Creates an instance that uses the entire given image as a source of pixels to decode.
  58    *
  59    * @param image image to decode
  60    */
  61   public BufferedImageMonochromeBitmapSource(BufferedImage image) {
  62     this(image, 0, 0, image.getWidth(), image.getHeight());
  63   }
  64
  65   /**
  66    * Creates an instance that uses only a region of the given image as a source of pixels to decode.
  67    *
  68    * @param image image to decode a region of
  69    * @param left x coordinate of leftmost pixels to decode
  70    * @param top y coordinate of topmost pixels to decode
  71    * @param right one more than the x coordinate of rightmost pixels to decode. That is, we will decode
  72    *  pixels whose x coordinate is in [left,right)
  73    * @param bottom likewise, one more than the y coordinate of the bottommost pixels to decode
  74    */
  75   public BufferedImageMonochromeBitmapSource(BufferedImage image, int left, int top, int right, int bottom) {
  76     this.image = image;
  77     blackPoint = 0x7F;
  78     lastMethod = null;
  79     lastArgument = 0;
  80     int sourceHeight = image.getHeight();
  81     int sourceWidth = image.getWidth();
  82     if (left < 0 || top < 0 || right > sourceWidth || bottom > sourceHeight || right <= left || bottom <= top) {
  83       throw new IllegalArgumentException("Invalid bounds: (" + top + ',' + left + ") (" + right + ',' + bottom + ')');
  84     }
  85     this.left = left;
  86     this.top = top;
  87     this.width = right - left;
  88     this.height = bottom - top;
  89   }
  90
  91   /**
  92    * @return underlying {@link BufferedImage} behind this instance. Note that even if this instance
  93    *  only uses a subset of the full image, the returned value here represents the entire backing image.
  94    */
  95   public BufferedImage getImage() {
  96     return image;
  97   }
  98
  99   private int getRGB(int x, int y) {
 100     return image.getRGB(left + x, top + y);
 101   }
 102
 103   private void getRGBRow(int startX, int startY, int[] result) {
 104     image.getRGB(left + startX, top + startY, result.length, 1, result, 0, result.length);
 105   }
 106
 107   public boolean isBlack(int x, int y) {
 108     return computeRGBLuminance(getRGB(x, y)) < blackPoint;
 109   }
 110
 111   public BitArray getBlackRow(int y, BitArray row, int startX, int getWidth) {
 112     if (row == null || row.getSize() < getWidth) {
 113       row = new BitArray(getWidth);
 114     } else {
 115       row.clear();
 116     }
 117     int[] pixelRow = new int[getWidth];
 118     getRGBRow(startX, y, pixelRow);
 119
 120     // If the current decoder calculated the blackPoint based on one row, assume we're trying to
 121     // decode a 1D barcode, and apply some sharpening.
 122     // TODO: We may want to add a fifth parameter to request the amount of shapening to be done.
 123     if (lastMethod.equals(BlackPointEstimationMethod.ROW_SAMPLING)) {
 124       int left = computeRGBLuminance(pixelRow[0]);
 125       int center = computeRGBLuminance(pixelRow[1]);
 126       for (int i = 1; i < getWidth - 1; i++) {
 127         int right = computeRGBLuminance(pixelRow[i + 1]);
 128         // Simple -1 4 -1 box filter with a weight of 2
 129         int luminance = ((center << 2) - left - right) >> 1;
 130         if (luminance < blackPoint) {
 131           row.set(i);
 132         }
 133         left = center;
 134         center = right;
 135       }
 136     } else {
 137       for (int i = 0; i < getWidth; i++) {
 138         if (computeRGBLuminance(pixelRow[i]) < blackPoint) {
 139           row.set(i);
 140         }
 141       }
 142     }
 143     return row;
 144   }
 145
 146   public int getHeight() {
 147     return height;
 148   }
 149
 150   public int getWidth() {
 151     return width;
 152   }
 153
 154   public void estimateBlackPoint(BlackPointEstimationMethod method, int argument) throws ReaderException {
 155     if (!method.equals(lastMethod) || argument != lastArgument) {
 156       int[] histogram = new int[LUMINANCE_BUCKETS];
 157       if (method.equals(BlackPointEstimationMethod.TWO_D_SAMPLING)) {
 158         int minDimension = width < height ? width : height;
 159         int startI = height == minDimension ? 0 : (height - width) >> 1;
 160         int startJ = width == minDimension ? 0 : (width - height) >> 1;
 161         for (int n = 0; n < minDimension; n++) {
 162           int pixel = getRGB(startJ + n, startI + n);
 163           histogram[computeRGBLuminance(pixel) >> LUMINANCE_SHIFT]++;
 164         }
 165       } else if (method.equals(BlackPointEstimationMethod.ROW_SAMPLING)) {
 166         if (argument < 0 || argument >= height) {
 167           throw new IllegalArgumentException("Row is not within the image: " + argument);
 168         }
 169         int[] rgbArray = new int[width];
 170         getRGBRow(0, argument, rgbArray);
 171         for (int x = 0; x < width; x++) {
 172           histogram[computeRGBLuminance(rgbArray[x]) >> LUMINANCE_SHIFT]++;
 173         }
 174       } else {
 175         throw new IllegalArgumentException("Unknown method: " + method);
 176       }
 177       blackPoint = BlackPointEstimator.estimate(histogram) << LUMINANCE_SHIFT;
 178       lastMethod = method;
 179       lastArgument = argument;
 180     }
 181   }
 182
 183   public BlackPointEstimationMethod getLastEstimationMethod() {
 184     return lastMethod;
 185   }
 186
 187   public MonochromeBitmapSource rotateCounterClockwise() {
 188     if (!isRotateSupported()) {
 189       throw new IllegalStateException("Rotate not supported");
 190     }
 191     int sourceWidth = image.getWidth();
 192     int sourceHeight = image.getHeight();
 193     // 90 degrees counterclockwise:
 194     AffineTransform transform = new AffineTransform(0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, sourceWidth);
 195     BufferedImageOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_NEAREST_NEIGHBOR);
 196     // Note width/height are flipped since we are rotating 90 degrees:
 197     BufferedImage rotatedImage = new BufferedImage(sourceHeight, sourceWidth, image.getType());
 198     op.filter(image, rotatedImage);
 199     return new BufferedImageMonochromeBitmapSource(rotatedImage,
 200                                                    top,
 201                                                    sourceWidth - (left + width),
 202                                                    top + height,
 203                                                    sourceWidth - left);
 204   }
 205
 206   public boolean isRotateSupported() {
 207     // Can't run AffineTransforms on images of unknown format
 208     return image.getType() != BufferedImage.TYPE_CUSTOM;
 209   }
 210
 211   /**
 212    * Extracts luminance from a pixel from this source. By default, the source is assumed to use RGB,
 213    * so this implementation computes luminance is a function of a red, green and blue components as
 214    * follows:
 215    *
 216    * <code>Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B</code>
 217    *
 218    * where R, G, and B are values in [0,1].
 219    */
 220   private static int computeRGBLuminance(int pixel) {
 221     // Coefficients add up to 1024 to make the divide into a fast shift
 222     return (306 * ((pixel >> 16) & 0xFF) +
 223         601 * ((pixel >> 8) & 0xFF) +
 224         117 * (pixel & 0xFF)) >> 10;
 225   }
 226
 227 }