Removed three interfaces which weren't doing any good and were making the 1D class...
[zxing.git] / core / src / com / google / zxing / oned / OneDReader.java
index ae12957..fba71fd 100644 (file)
 
 package com.google.zxing.oned;
 
+import com.google.zxing.BinaryBitmap;
+import com.google.zxing.DecodeHintType;
 import com.google.zxing.Reader;
 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;
 
 /**
- * <p>{@link Reader}s which also implement this interface read one-dimensional barcode
- * formats, and expose additional functionality that is specific to this type of barcode.</p>
+ * Encapsulates functionality and implementation that is common to all families
+ * of one-dimensional barcodes.
  *
+ * @author dswitkin@google.com (Daniel Switkin)
  * @author Sean Owen
  */
-public interface OneDReader extends Reader {
+public abstract class OneDReader implements Reader {
+
+  private static final int INTEGER_MATH_SHIFT = 8;
+  static final int PATTERN_MATCH_RESULT_SCALE_FACTOR = 1 << INTEGER_MATH_SHIFT;
+
+  public Result decode(BinaryBitmap image) throws ReaderException {
+    return decode(image, null);
+  }
+
+  // Note that we don't try rotation without the try harder flag, even if rotation was supported.
+  public Result decode(BinaryBitmap 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()) {
+        BinaryBitmap 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(BinaryBitmap image, Hashtable hints) throws ReaderException {
+    int width = image.getWidth();
+    int height = image.getHeight();
+    BitArray row = new BitArray(width);
+
+    int middle = height >> 1;
+    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;
+      }
+
+      // Estimate black point for this row and load it:
+      try {
+        row = image.getBlackRow(rowNumber, row);
+      } catch (ReaderException re) {
+        continue;
+      }
+
+      // 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
+          // This means we will only ever draw result points *once* in the life of this method
+          // since we want to avoid drawing the wrong points after flipping the row, and,
+          // don't want to clutter with noise from every single row scan -- just the scans
+          // that start on the center line.
+          if (hints != null && hints.containsKey(DecodeHintType.NEED_RESULT_POINT_CALLBACK)) {
+            hints = (Hashtable) hints.clone();
+            hints.remove(DecodeHintType.NEED_RESULT_POINT_CALLBACK);
+          }
+        }
+        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 ReaderException.getInstance();
+  }
+
+  /**
+   * 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 ReaderException.getInstance();
+    }
+    boolean isWhite = !row.get(start);
+    int counterPosition = 0;
+    int i = start;
+    while (i < end) {
+      boolean pixel = row.get(i);
+      if (pixel ^ isWhite) { // that is, exactly one is true
+        counters[counterPosition]++;
+      } else {
+        counterPosition++;
+        if (counterPosition == numCounters) {
+          break;
+        } else {
+          counters[counterPosition] = 1;
+          isWhite = !isWhite;
+        }
+      }
+      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 == 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. 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
+   * @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
+   */
+  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];
+    }
+    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;
+
+    int totalVariance = 0;
+    for (int x = 0; x < numCounters; x++) {
+      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 / total;
+  }
 
   /**
    * <p>Attempts to decode a one-dimensional barcode format given a single row of
@@ -41,6 +253,7 @@ public interface OneDReader extends Reader {
    * @return {@link Result} containing encoded string and start/end of barcode
    * @throws ReaderException if an error occurs or barcode cannot be found
    */
-  Result decodeRow(int rowNumber, BitArray row, Hashtable hints) throws ReaderException;
+  public abstract Result decodeRow(int rowNumber, BitArray row, Hashtable hints)
+      throws ReaderException;
 
-}
\ No newline at end of file
+}