google zxing android扫描优化&解析

番茄西红柿发布于2019-04-23 15:13 / 1150人阅读

摘要：下面代码是在中的，该方法参数中即取得的全部图像数据分别是图像的宽与高，就是从整张图片中取出所返回的矩形大小的图片数据。最后在对数据进行解析。解析说明完，我们就来说说简化修改后的情况。更多解析，这里不再缀述，具体过程看实现代码，点击下载。

　　这里先给出zxing包的源码地址

　　　　 zip包：https://codeload.github.com/zxing/zxing/zip/master

　　　　Github：https://github.com/zxing/zxing

　　包可能较大，因为包含了其它平台的源码，这里主要分析Android平台

　　首先说一下zxing包中扫描实现的是被固定为横屏模式，在不同的手机屏幕下可能会出现图像变形情况，近日得空，研究了一下，首先分析一下源码Barcode scanner中的一些问题。

　　首先解释设置为横屏模式的原因，android手机中camera 在我们调用的时候，他的成像是被顺时针旋转90^°的，在Barcode scanner中并没有对camera旋转，因此成像在横向手机屏幕上才是正常方向，camera的成像一般来说，宽比高的值要大，如果想让手机方向切换为其它模式时，若要显示成像正常，则可以调用setDisplayOrientation(度数)方法，参数中应该设置的参数与getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation()中得到的不同，可参考下面的代码。
```
public int getOrientationDegree() {
        int rotation = mActivity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
        switch (rotation) {
            case Surface.ROTATION_0:
                return 90;
            case Surface.ROTATION_90:
                return 0;
            case Surface.ROTATION_180:
                return 270;
            case Surface.ROTATION_270:
                return 180;
            default:
                return 0;
        }
    }
```
　　关于部分手机屏幕可能会变形问题，大家知道不同的手机，摄像头的像素数是不同的，这里列出部分1920x1080，1280x960，1280x720，960x720，864x480，800x480，720x480，768x432，640x480，576x432，480x320，384x288，352x288，320x240，这些列出的都是camera所支持的宽x高的大小，想知道camera支持哪些像素大小可通过Camera.Parameters.getSupportedPreviewSizes()方法得到支持的列表。camera成像以后要在surfaceView上显示，成像会变形的原因就是camera设置的像素参数的大小，与surfaceView的长宽比不相同，camera在preview时，会自动填充满surfaceView，导致我们看到的成像变形

　　Camera在preview时，我们自然就可以去取我们看到的成像，当然我们只是取框中的一部分，那么我们就要计算框的位置及大小，下面先看源码中的计算方法

/**
   * Like {@link #getFramingRect} but coordinates are in terms of the preview frame,
   * not UI / screen.
   *
   * @return {@link Rect} expressing barcode scan area in terms of the preview size
   */
  public synchronized Rect getFramingRectInPreview() {
    if (framingRectInPreview == null) {
      Rect framingRect = getFramingRect();
      if (framingRect == null) {
        return null;
      }
      Rect rect = new Rect(framingRect);
      Point cameraResolution = configManager.getCameraResolution();
      Point screenResolution = configManager.getScreenResolution();
      if (cameraResolution == null || screenResolution == null) {
        // Called early, before init even finished
        return null;
      }
      rect.left = rect.left * cameraResolution.x / screenResolution.x;
      rect.right = rect.right * cameraResolution.x / screenResolution.x;
      rect.top = rect.top * cameraResolution.y / screenResolution.y;
      rect.bottom = rect.bottom * cameraResolution.y / screenResolution.y;
      framingRectInPreview = rect;
    }
    return framingRectInPreview;
  }

源码中，我们可以看到应用的主题是全屏模式，因此计算取成像大小的时候用的是屏幕的大小，首先是得到屏幕中ViewfinderView的框的大小，也就是我们在屏幕上看到的大小，然后根据camera与屏幕的比值去计算camera中应该取图像的大小。

/**
   * A factory method to build the appropriate LuminanceSource object based on the format
   * of the preview buffers, as described by Camera.Parameters.
   *
   * @param data A preview frame.
   * @param width The width of the image.
   * @param height The height of the image.
   * @return A PlanarYUVLuminanceSource instance.
   */
  public PlanarYUVLuminanceSource buildLuminanceSource(byte[] data, int width, int height) {
    Rect rect = getFramingRectInPreview();
    if (rect == null) {
      return null;
    }
    // Go ahead and assume its YUV rather than die.
    return new PlanarYUVLuminanceSource(data, width, height, rect.left, rect.top,
                                        rect.width(), rect.height(), false);
  }

　　下面代码是在CameraManager中的，该方法参数中data即camera取得的全部图像数据width、height分别是图像的宽与高，PlanarYUVLuminanceSource就是从整张图片中取出getFramingRectInPreview()所返回的矩形大小的图片数据。最后在对数据进行解析。如下代码所示。

/**
   * Decode the data within the viewfinder rectangle, and time how long it took. For efficiency,
   * reuse the same reader objects from one decode to the next.
   *
   * @param data   The YUV preview frame.
   * @param width  The width of the preview frame.
   * @param height The height of the preview frame.
   */
  private void decode(byte[] data, int width, int height) {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Result rawResult = null;
    PlanarYUVLuminanceSource source = activity.getCameraManager().buildLuminanceSource(data, width, height);
    if (source != null) {
      BinaryBitmap bitmap = new BinaryBitmap(new HybridBinarizer(source));
      try {
        rawResult = multiFormatReader.decodeWithState(bitmap);
      } catch (ReaderException re) {
        // continue
      } finally {
        multiFormatReader.reset();
      }
    }

    Handler handler = activity.getHandler();
    if (rawResult != null) {
      // Dont log the barcode contents for security.
      long end = System.currentTimeMillis();
      Log.d(TAG, "Found barcode in " + (end - start) + " ms");
      if (handler != null) {
        Message message = Message.obtain(handler, R.id.decode_succeeded, rawResult);
        Bundle bundle = new Bundle();
        bundleThumbnail(source, bundle);        
        message.setData(bundle);
        message.sendToTarget();
      }
    } else {
      if (handler != null) {
        Message message = Message.obtain(handler, R.id.decode_failed);
        message.sendToTarget();
      }
    }
  }

　　解析完成以后，成功则发送成功的消息到CaptureActivityHandler中，失败则发送失败的消息，由下面的代码可以看出，成功以后，回调到了acitvity，而失败则重新请求正在Preview中的数据，如此反复解析。

case R.id.decode_succeeded:
        state = State.SUCCESS;
        Bundle bundle = message.getData();
        Bitmap barcode = null;
        float scaleFactor = 1.0f;
        if (bundle != null) {
          byte[] compressedBitmap = bundle.getByteArray(DecodeThread.BARCODE_BITMAP);
          if (compressedBitmap != null) {
            barcode = BitmapFactory.decodeByteArray(compressedBitmap, 0, compressedBitmap.length, null);
            // Mutable copy:
            barcode = barcode.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
          }
          scaleFactor = bundle.getFloat(DecodeThread.BARCODE_SCALED_FACTOR);          
        }
        activity.handleDecode((Result) message.obj, barcode, scaleFactor);
        break;
      case R.id.decode_failed:
        // Were decoding as fast as possible, so when one decode fails, start another.
        state = State.PREVIEW;
        cameraManager.requestPreviewFrame(decodeThread.getHandler(), R.id.decode);
        break;

　　解析说明完，我们就来说说简化修改后的情况。

　　第一点，关于旋转屏幕的问题，上面知道了旋转屏幕出现问题的原因，我们就知道如何来修改了，设置camera的旋转角度就好了，调用setDisplayOrientation()方法，注意调用了setDisplayOrientation这个以后，只是camera在surfaceView上的成像旋转了，他的宽与高并没有改变，屏幕为正常情况竖屏时此时如果我们显示出扫描到的图片，我们可以看到，图片是camera的原始成像，因此可以得知上述结论。由于旋转了图像，如果我们仍然以上述第3条中的方法去取数据的话，很有可能会越界，导致crash。如果我们预设的识别的窗口大小不是正方形，而是长方形的话，我们就可以看到，识别的窗口中显示是正常图像，可识别出来显示的图片却是垂直方向的，因此，我们在取图像时，应重新计算大小，及长宽。对原有代码做如下修改。

    public synchronized Rect getFramingRectInPreview() {
        if (framingRectInPreview == null) {
            Rect framingRect = ScanManager.getInstance().getViewfinderRect();
            Point cameraResolution = configManager.getCameraResolution();
            if (framingRect == null || cameraResolution == null || surfacePoint == null) {
                return null;
            }
            Rect rect = new Rect(framingRect);
            float scaleX = cameraResolution.x * 1.0f / surfacePoint.y;
            float scaleY = cameraResolution.y * 1.0f / surfacePoint.x;
            if (isPortrait) {
                rect.left = (int) (framingRect.top * scaleY);
                rect.right = (int) (framingRect.bottom * scaleY);
                rect.top = (int) (framingRect.left * scaleX);
                rect.bottom = (int) (framingRect.right * scaleX);
            } else {
                scaleX = cameraResolution.x * 1.0f / surfacePoint.x;
                scaleY = cameraResolution.y * 1.0f / surfacePoint.y;
                rect.left = (int) (framingRect.left * scaleX);
                rect.right = (int) (framingRect.right * scaleX);
                rect.top = (int) (framingRect.top * scaleY);
                rect.bottom = (int) (framingRect.bottom * scaleY);
            }
            framingRectInPreview = rect;
        }
        return framingRectInPreview;
    }

　　对于成像有变形的问题，最简单的方法就是我们根据camera的大小去计算surfaceView的大小，先看修改后的代码

    public void initFromCameraParameters(Camera camera, Point maxPoint) {
        Camera.Parameters parameters = camera.getParameters();
        Point size = new Point(maxPoint.y, maxPoint.x);
        cameraResolution = CameraConfigurationUtils.findBestPreviewSizeValue(parameters, size);
        Log.i(TAG, "Camera resolution: " + cameraResolution);
        Log.i(TAG, "size resolution: " + size);
    }

    public void findBestSurfacePoint(Point maxPoint) {
        Point cameraResolution = configManager.getCameraResolution();
        if (cameraResolution == null || maxPoint == null || maxPoint.x == 0 || maxPoint.y == 0)
            return;
        double scaleX, scaleY, scale;
        if (maxPoint.x < maxPoint.y) {
            scaleX = cameraResolution.x * 1.0f / maxPoint.y;
            scaleY = cameraResolution.y * 1.0f / maxPoint.x;
        } else {
            scaleX = cameraResolution.x * 1.0f / maxPoint.x;
            scaleY = cameraResolution.y * 1.0f / maxPoint.y;
        }
        scale = scaleX > scaleY ? scaleX : scaleY;
        if (maxPoint.x < maxPoint.y) {
            surfacePoint.x = (int) (cameraResolution.y / scale);
            surfacePoint.y = (int) (cameraResolution.x / scale);
        } else {
            surfacePoint.x = (int) (cameraResolution.x / scale);
            surfacePoint.y = (int) (cameraResolution.y / scale);
        }
    }

　　在CameraConfigurationManager中camera初始化的时候，即initFromCameraParameters，我们会传进去一个surfaceView支持的最大宽高，通过CameraConfigurationUtils.findBestPreviewSizeValue(parameters, size);我们能够得到camera在surfaceView中最好的成像大小，此时，我们就使用这个大小，但由于这个大小是上述列表列出的固定大小，而surfaceView的宽高变化较多，因此有可能会使成像变形，因此，我们要根据camera返回的最好成像的大小去计算适合的surfaceView的大小，即最合适的比例，通过findBestSurfacePoint方法，我们可以实现。计算出来以后，只要重新设置surfaceView的大小即可，此时看到的图像就不会再变形。

　　　　更多解析，这里不再缀述，具体过程看实现代码，点击下载。

　　　　第一次写blog，很多不好的地方，不正确的地方，欢迎大家指正，点评。

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