Fixed some code which was ignoring the result of MonochromeBitmapSource calls, which...
[zxing.git] / core / src / com / google / zxing / oned / AbstractOneDReader.java
index 34a9c7a..508e05c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright 2008 Google Inc.
+ * Copyright 2008 ZXing authors
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 package com.google.zxing.oned;
 
 import com.google.zxing.BlackPointEstimationMethod;
+import com.google.zxing.DecodeHintType;
 import com.google.zxing.MonochromeBitmapSource;
 import com.google.zxing.ReaderException;
 import com.google.zxing.Result;
+import com.google.zxing.ResultMetadataType;
+import com.google.zxing.ResultPoint;
 import com.google.zxing.common.BitArray;
 
 import java.util.Hashtable;
@@ -29,125 +32,212 @@ import java.util.Hashtable;
  * of one-dimensional barcodes.</p>
  *
  * @author dswitkin@google.com (Daniel Switkin)
- * @author srowen@google.com (Sean Owen)
+ * @author Sean Owen
  */
 public abstract class AbstractOneDReader implements OneDReader {
 
+  private static final int INTEGER_MATH_SHIFT = 8;
+  static final int PATTERN_MATCH_RESULT_SCALE_FACTOR = 1 << INTEGER_MATH_SHIFT;
+
   public final Result decode(MonochromeBitmapSource image) throws ReaderException {
     return decode(image, null);
   }
 
   public final Result decode(MonochromeBitmapSource image, Hashtable hints) throws ReaderException {
+    try {
+      return doDecode(image, hints);
+    } catch (ReaderException re) {
+      boolean tryHarder = hints != null && hints.containsKey(DecodeHintType.TRY_HARDER);
+      if (tryHarder && image.isRotateSupported()) {
+        MonochromeBitmapSource rotatedImage = image.rotateCounterClockwise();
+        Result result = doDecode(rotatedImage, hints);
+        // Record that we found it rotated 90 degrees CCW / 270 degrees CW
+        Hashtable metadata = result.getResultMetadata();
+        int orientation = 270;
+        if (metadata != null && metadata.containsKey(ResultMetadataType.ORIENTATION)) {
+          // But if we found it reversed in doDecode(), add in that result here:
+          orientation = (orientation + ((Integer) metadata.get(ResultMetadataType.ORIENTATION)).intValue()) % 360;
+        }
+        result.putMetadata(ResultMetadataType.ORIENTATION, new Integer(orientation));
+        return result;
+      } else {
+        throw re;
+      }
+    }
+  }
 
+  /**
+   * We're going to examine rows from the middle outward, searching alternately above and below the
+   * middle, and farther out each time. rowStep is the number of rows between each successive
+   * attempt above and below the middle. So we'd scan row middle, then middle - rowStep, then
+   * middle + rowStep, then middle - (2 * rowStep), etc.
+   * rowStep is bigger as the image is taller, but is always at least 1. We've somewhat arbitrarily
+   * decided that moving up and down by about 1/16 of the image is pretty good; we try more of the
+   * image if "trying harder".
+   *
+   * @param image The image to decode
+   * @param hints Any hints that were requested
+   * @return The contents of the decoded barcode
+   * @throws ReaderException Any spontaneous errors which occur
+   */
+  private Result doDecode(MonochromeBitmapSource image, Hashtable hints) throws ReaderException {
     int width = image.getWidth();
     int height = image.getHeight();
-
     BitArray row = new BitArray(width);
 
-    // We're going to examine rows from the middle outward, searching alternately above and below the middle,
-    // and farther out each time. rowStep is the number of rows between each successive attempt above and below
-    // the middle. So we'd scan row middle, then middle - rowStep, then middle + rowStep,
-    // then middle - 2*rowStep, etc.
-    // rowStep is bigger as the image is taller, but is always at least 1. We've somewhat arbitrarily decided
-    // that moving up and down by about 1/16 of the image is pretty good.
     int middle = height >> 1;
-    int rowStep = Math.max(1, height >> 5);
-    for (int x = 0; x < 11; x++) {
+    boolean tryHarder = hints != null && hints.containsKey(DecodeHintType.TRY_HARDER);
+    int rowStep = Math.max(1, height >> (tryHarder ? 7 : 4));
+    int maxLines;
+    if (tryHarder) {
+      maxLines = height; // Look at the whole image, not just the center
+    } else {
+      maxLines = 9; // Nine rows spaced 1/16 apart is roughly the middle half of the image
+    }
+
+    for (int x = 0; x < maxLines; x++) {
 
+      // Scanning from the middle out. Determine which row we're looking at next:
       int rowStepsAboveOrBelow = (x + 1) >> 1;
       boolean isAbove = (x & 0x01) == 0; // i.e. is x even?
       int rowNumber = middle + rowStep * (isAbove ? rowStepsAboveOrBelow : -rowStepsAboveOrBelow);
+      if (rowNumber < 0 || rowNumber >= height) {
+        // Oops, if we run off the top or bottom, stop
+        break;
+      }
 
-      image.estimateBlackPoint(BlackPointEstimationMethod.ROW_SAMPLING, rowNumber);
-      image.getBlackRow(rowNumber, row, 0, width);
-
+      // Estimate black point for this row and load it:
       try {
-        return decodeRow(rowNumber, row);
+        image.estimateBlackPoint(BlackPointEstimationMethod.ROW_SAMPLING, rowNumber);
       } catch (ReaderException re) {
-        // TODO re-enable this in a "try harder" mode?
-        //row.reverse(); // try scanning the row backwards
-        //try {
-        //  return decodeRow(rowNumber, row);
-        //} catch (ReaderException re2) {
-        // continue
-        //}
+        continue;
       }
+      row = image.getBlackRow(rowNumber, row, 0, width);
 
+      // While we have the image data in a BitArray, it's fairly cheap to reverse it in place to
+      // handle decoding upside down barcodes.
+      for (int attempt = 0; attempt < 2; attempt++) {
+        if (attempt == 1) { // trying again?
+          row.reverse(); // reverse the row and continue
+        }
+        try {
+          // Look for a barcode
+          Result result = decodeRow(rowNumber, row, hints);
+          // We found our barcode
+          if (attempt == 1) {
+            // But it was upside down, so note that
+            result.putMetadata(ResultMetadataType.ORIENTATION, new Integer(180));
+            // And remember to flip the result points horizontally.
+            ResultPoint[] points = result.getResultPoints();
+            points[0] = new ResultPoint(width - points[0].getX() - 1, points[0].getY());
+            points[1] = new ResultPoint(width - points[1].getX() - 1, points[1].getY());
+          }
+          return result;
+        } catch (ReaderException re) {
+          // continue -- just couldn't decode this row
+        }
+      }
     }
 
-    throw new ReaderException("No barcode found");
+    throw ReaderException.getInstance();
   }
 
-  protected static void recordPattern(BitArray row, int start, int[] counters) throws ReaderException {
-    for (int i = 0; i < counters.length; i++) {
+  /**
+   * Records the size of successive runs of white and black pixels in a row, starting at a given point.
+   * The values are recorded in the given array, and the number of runs recorded is equal to the size
+   * of the array. If the row starts on a white pixel at the given start point, then the first count
+   * recorded is the run of white pixels starting from that point; likewise it is the count of a run
+   * of black pixels if the row begin on a black pixels at that point.
+   *
+   * @param row row to count from
+   * @param start offset into row to start at
+   * @param counters array into which to record counts
+   * @throws ReaderException if counters cannot be filled entirely from row before running out of pixels
+   */
+  static void recordPattern(BitArray row, int start, int[] counters) throws ReaderException {
+    int numCounters = counters.length;
+    for (int i = 0; i < numCounters; i++) {
       counters[i] = 0;
     }
     int end = row.getSize();
     if (start >= end) {
-      throw new ReaderException("Couldn't fully read a pattern");
+      throw ReaderException.getInstance();
     }
     boolean isWhite = !row.get(start);
     int counterPosition = 0;
     int i = start;
     while (i < end) {
       boolean pixel = row.get(i);
-      if ((!pixel && isWhite) || (pixel && !isWhite)) {
+      if (pixel ^ isWhite) { // that is, exactly one is true
         counters[counterPosition]++;
       } else {
         counterPosition++;
-        if (counterPosition == counters.length) {
+        if (counterPosition == numCounters) {
           break;
         } else {
           counters[counterPosition] = 1;
-          isWhite = !isWhite;
+          isWhite ^= true; // isWhite = !isWhite;  Is this too clever? shorter byte code, no conditional
         }
       }
       i++;
     }
     // If we read fully the last section of pixels and filled up our counters -- or filled
     // the last counter but ran off the side of the image, OK. Otherwise, a problem.
-    if (!(counterPosition == counters.length || (counterPosition == counters.length - 1 && i == end))) {
-      throw new ReaderException("Couldn't fully read a pattern");
+    if (!(counterPosition == numCounters || (counterPosition == numCounters - 1 && i == end))) {
+      throw ReaderException.getInstance();
     }
   }
 
   /**
    * Determines how closely a set of observed counts of runs of black/white values matches a given
-   * target pattern. For each counter, the ratio of the difference between it and the pattern value
-   * is compared to the expected pattern value. This ratio is averaged across counters to produce
-   * the return value. 0.0 means an exact match; higher values mean poorer matches.
+   * target pattern. This is reported as the ratio of the total variance from the expected pattern
+   * proportions across all pattern elements, to the length of the pattern.
    *
    * @param counters observed counters
    * @param pattern expected pattern
-   * @return average variance between counters and pattern
+   * @param maxIndividualVariance The most any counter can differ before we give up
+   * @return ratio of total variance between counters and pattern compared to total pattern size,
+   *  where the ratio has been multiplied by 256. So, 0 means no variance (perfect match); 256 means
+   *  the total variance between counters and patterns equals the pattern length, higher values mean
+   *  even more variance
    */
-  protected static float patternMatchVariance(int[] counters, int[] pattern) {
-    int total = 0;
+  static int patternMatchVariance(int[] counters, int[] pattern, int maxIndividualVariance) {
     int numCounters = counters.length;
+    int total = 0;
     int patternLength = 0;
     for (int i = 0; i < numCounters; i++) {
       total += counters[i];
       patternLength += pattern[i];
     }
-    float unitBarWidth = (float) total / (float) patternLength;
+    if (total < patternLength) {
+      // If we don't even have one pixel per unit of bar width, assume this is too small
+      // to reliably match, so fail:
+      return Integer.MAX_VALUE;
+    }
+    // We're going to fake floating-point math in integers. We just need to use more bits.
+    // Scale up patternLength so that intermediate values below like scaledCounter will have
+    // more "significant digits"
+    int unitBarWidth = (total << INTEGER_MATH_SHIFT) / patternLength;
+    maxIndividualVariance = (maxIndividualVariance * unitBarWidth) >> INTEGER_MATH_SHIFT;
 
-    float totalVariance = 0.0f;
+    int totalVariance = 0;
     for (int x = 0; x < numCounters; x++) {
-      float scaledCounter = (float) counters[x] / unitBarWidth;
-      float width = pattern[x];
-      float abs = scaledCounter > width ? scaledCounter - width : width - scaledCounter;
-      totalVariance += abs / width;
+      int counter = counters[x] << INTEGER_MATH_SHIFT;
+      int scaledPattern = pattern[x] * unitBarWidth;
+      int variance = counter > scaledPattern ? counter - scaledPattern : scaledPattern - counter;
+      if (variance > maxIndividualVariance) {
+        return Integer.MAX_VALUE;
+      }
+      totalVariance += variance; 
     }
-    return totalVariance / (float) numCounters;
+    return totalVariance / total;
   }
 
-  /**
-   * Fast round method.
-   *
-   * @return argument rounded to nearest int
-   */
-  protected static int round(float f) {
-    return (int) (f + 0.5f);
-  }
+  // This declaration should not be necessary, since this class is
+  // abstract and so does not have to provide an implementation for every
+  // method of an interface it implements, but it is causing NoSuchMethodError
+  // issues on some Nokia JVMs. So we add this superfluous declaration:
+
+  public abstract Result decodeRow(int rowNumber, BitArray row, Hashtable hints) throws ReaderException;
 
 }