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Android基于OpenCV實(shí)現(xiàn)QR二維碼檢測(cè)

 更新時(shí)間:2021年06月18日 09:24:08   作者:易冬  
QR碼比普通一維條碼具有快速讀取和更大的存儲(chǔ)資料容量,也無需要像一維條碼般在掃描時(shí)需要直線對(duì)準(zhǔn)掃描儀。因此其應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到包括產(chǎn)品跟蹤,物品識(shí)別,文檔管理,庫存營(yíng)銷等方面。本文講解Android基于OpenCV實(shí)現(xiàn)QR二維碼檢測(cè)的步驟

QR二維碼

QR碼(英語:Quick Response Code;全稱為快速響應(yīng)矩陣圖碼)是二維碼的一種,于1994年由日本DENSO WAVE公司發(fā)明。QR來自英文Quick Response的縮寫,即快速反應(yīng),因?yàn)榘l(fā)明者希望QR碼可以快速解碼其內(nèi)容。QR碼使用四種標(biāo)準(zhǔn)化編碼模式(數(shù)字、字母數(shù)字、字節(jié)(二進(jìn)制)和日文(Shift_JIS))來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。QR碼常見于日本,為目前日本最通用的二維空間條碼,在世界各國(guó)廣泛運(yùn)用于手機(jī)讀碼操作。QR碼比普通一維條碼具有快速讀取和更大的存儲(chǔ)資料容量,也無需要像一維條碼般在掃描時(shí)需要直線對(duì)準(zhǔn)掃描儀。因此其應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到包括產(chǎn)品跟蹤,物品識(shí)別,文檔管理,庫存營(yíng)銷等方面?!揪S基百科】

QR二維碼格式

QR碼呈正方形,常見的是黑白兩色。在3個(gè)角落,印有較小,像“回”字的正方圖案。這3個(gè)是幫助解碼軟件定位的圖案,用戶不需要對(duì)準(zhǔn),無論以任何角度掃描,資料仍然可以正確被讀取。日本QR碼的標(biāo)準(zhǔn)JIS X 0510在1999年1月發(fā)布,而其對(duì)應(yīng)的ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18004,則在2000年6月獲得批準(zhǔn)。根據(jù)Denso Wave公司的網(wǎng)站資料,QR碼是屬于開放式的標(biāo)準(zhǔn),QR碼的規(guī)格公開,雖由Denso Wave公司持有的專利權(quán)益,但不會(huì)被運(yùn)行。除了標(biāo)準(zhǔn)的QR碼之外,也存在一種稱為“微型QR碼”的格式,是QR碼標(biāo)準(zhǔn)的縮小版本,主要是為了無法處理較大型掃描的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。微型QR碼同樣有多種標(biāo)準(zhǔn),最高可存儲(chǔ)35個(gè)字符?!揪S基百科】

QR二維碼結(jié)構(gòu)

QR碼最大特征為其左上,右上,左下三個(gè)大型的如同“回”字的黑白間同心方圖案,為QR碼識(shí)別定位標(biāo)記,失去其中一個(gè)會(huì)影響識(shí)別。而呈棋盤般分布的有別與大定位標(biāo)記的較小的同心方則為其校正標(biāo)記,用于校正識(shí)別,版本1沒有校正標(biāo)記,版本2在右下方,其中心點(diǎn)在左下和右上定位標(biāo)記的外邊框的相交點(diǎn),版本10開始以每個(gè)等距的方式出現(xiàn)在右下校正點(diǎn)至左下和右上定位標(biāo)記的外邊框的連線、左上與左下定位標(biāo)記的外邊框的連線、左上與右上定位標(biāo)記的外邊框的連線之間、這四邊線上等距點(diǎn)對(duì)邊相連線,版本10等距有1個(gè),版本25為3個(gè),版本40為5個(gè)?!揪S基百科】

API

QRCodeDetector類結(jié)構(gòu)

檢測(cè)QR二維碼

public boolean detect(Mat img, Mat points)
  • 參數(shù)一:img,待檢測(cè)是否含有QR二維碼的的灰度圖或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:points,檢測(cè)到的QR二維碼的最小區(qū)域四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)集合。
  • 返回值:布爾類型,true,代表檢測(cè)到QR二維碼;false,代表未檢測(cè)到QR二維碼。
public boolean detectMulti(Mat img, Mat points)
  • 參數(shù)一:img,待檢測(cè)是否含有QR二維碼的的灰度圖或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:points,多個(gè)檢測(cè)結(jié)果QR二維碼的最小區(qū)域四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)集合。
  • 返回值:布爾類型,true,代表檢測(cè)到QR二維碼;false,代表未檢測(cè)到QR二維碼。

識(shí)別QR二維碼

public String decode(Mat img, Mat points, Mat straight_qrcode) 
  • 參數(shù)一:img,含有QR二維碼的灰度圖像或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:points,detect方法得到的points值。數(shù)據(jù)量不可為空。
  • 參數(shù)三:straight_qrcode,經(jīng)過矯正和二值化的QR二維碼。【可選參數(shù)】
  • 返回值:字符串類型,如果解碼失敗,則為空串。
public boolean decodeMulti(Mat img, Mat points, List<String> decoded_info, List<Mat> straight_qrcode)
  • 參數(shù)一:img,含有QR二維碼的灰度圖像或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:points,detect方法得到的points值。數(shù)據(jù)量不可為空。
  • 參數(shù)三:decoded_info,多個(gè)二維碼的解碼信息。
  • 參數(shù)四:straight_qrcode,所有檢測(cè)到的二維碼矯正和二值化的后的結(jié)果集合?!究蛇x參數(shù)】
  • 返回值:布爾類型,true,代表解碼成功,反之,解碼失敗。

檢測(cè)并識(shí)別QR二維碼

public String detectAndDecode(Mat img, Mat points, Mat straight_qrcode)
  • 參數(shù)一:img,含有QR二維碼的灰度圖像或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:points,檢測(cè)到的QR二維碼的最小區(qū)域四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)。
  • 參數(shù)三:straight_qrcode,經(jīng)過矯正和二值化的QR二維碼?!究蛇x參數(shù)】
  • 返回值:字符串類型,如果解碼失敗,則為空串。
public boolean detectAndDecodeMulti(Mat img, List<String> decoded_info, Mat points, List<Mat> straight_qrcode)
  • 參數(shù)一:img,含有QR二維碼的灰度圖像或者彩色(BGR)圖像。
  • 參數(shù)二:decoded_info,多個(gè)二維碼的解碼信息。
  • 參數(shù)三:points,檢測(cè)到的多個(gè)QR二維碼的最小區(qū)域四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)集合。【可選參數(shù)】
  • 參數(shù)四:straight_qrcode,所有檢測(cè)到的二維碼矯正和二值化的后的結(jié)果集合?!究蛇x參數(shù)】
  • 返回值:字符串類型,如果解碼失敗,則為空串。

操作

/**
 * QR二維碼檢測(cè)
 * author: yidong
 * 2020/10/27
 */
class QRDetectActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var mBinding: ActivityQrDetectBinding
    private lateinit var mQRCodeDetector: QRCodeDetector

    private var mPhotoSavePath = ""
    private lateinit var mUri: Uri
    private lateinit var mSource: Mat
    private lateinit var mGray: Mat
    private lateinit var mOperationSheet: BottomSheetDialog
    private lateinit var mSheetBinding: LayoutQrDetectOpBinding

    private lateinit var mPhotoSheet: BottomSheetDialog
    private lateinit var mPhotoOpBinding: LayoutPhotoOpBinding


    // 請(qǐng)求相機(jī)權(quán)限
    private val requestCameraPermission =
        registerForActivityResult(ActivityResultContracts.RequestPermission()) {
            if (it) {
                mPhotoSavePath =
                    cacheDir.path + File.separator + "${System.currentTimeMillis()}.png"
                mUri = MediaStoreUtils.getIntentUri(this, File(mPhotoSavePath))
                requestCamera.launch(mUri)
            } else {
                Toast.makeText(applicationContext, "無相機(jī)權(quán)限", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            }
        }

    // 請(qǐng)求外部存儲(chǔ)權(quán)限
    private val requestStoragePermission =
        registerForActivityResult(ActivityResultContracts.RequestPermission()) {
            if (it) {
                pickImage.launch("image/*")
            } else {
                Toast.makeText(applicationContext, "無存儲(chǔ)權(quán)限", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            }
        }


    private val requestCamera = registerForActivityResult(ActivityResultContracts.TakePicture()) {
        if (it) {
            val bgr = Imgcodecs.imread(mPhotoSavePath, Imgcodecs.IMREAD_COLOR)
            if (bgr.empty()) {
                Toast.makeText(applicationContext, "讀取拍照結(jié)果失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show()
                return@registerForActivityResult
            } else {
                Imgproc.cvtColor(bgr, mSource, Imgproc.COLOR_BGR2RGB)
                Imgproc.cvtColor(bgr, mGray, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY)
                mBinding.ivLena.showMat(mSource)
            }
        } else {
            Toast.makeText(applicationContext, "拍照失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }

    private val pickImage = registerForActivityResult(ActivityResultContracts.GetContent()) {
        if (it != null) {
            val filePath = MediaStoreUtils.getMediaPath(this, it)
            if (filePath.isNullOrEmpty()) {
                Toast.makeText(applicationContext, "讀取圖片失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show()
                return@registerForActivityResult
            }
            val bgr = Imgcodecs.imread(filePath, Imgcodecs.IMREAD_COLOR)
            if (bgr.empty()) {
                Toast.makeText(applicationContext, "讀取圖片失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show()
                return@registerForActivityResult
            } else {
                Imgproc.cvtColor(bgr, mSource, Imgproc.COLOR_BGR2RGB)
                Imgproc.cvtColor(bgr, mGray, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY)
                mBinding.ivLena.showMat(mSource)
            }
        } else {
            Toast.makeText(applicationContext, "選圖失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        mBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_qr_detect)
        mQRCodeDetector = QRCodeDetector()
        mSource = Mat()
        mGray = Mat()
        val bgr = Utils.loadResource(this, R.drawable.qrcode)
        Imgproc.cvtColor(bgr, mSource, Imgproc.COLOR_BGR2RGB)
        Imgproc.cvtColor(bgr, mGray, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY)
        mBinding.ivLena.showMat(mSource)
        createDialog()
    }

    private fun createDialog() {
        mOperationSheet = BottomSheetDialog(this)
        mSheetBinding = LayoutQrDetectOpBinding.inflate(layoutInflater, null, false)
        mOperationSheet.setContentView(mSheetBinding.root)
        mSheetBinding.tvDetect.setOnClickListener {
            mOperationSheet.dismiss()
            doDetect()
        }
        mSheetBinding.tvDecode.setOnClickListener {
            mOperationSheet.dismiss()
            doDecode()
        }

        mPhotoSheet = BottomSheetDialog(this)
        mPhotoOpBinding = LayoutPhotoOpBinding.inflate(layoutInflater, null, false)
        mPhotoSheet.setContentView(mPhotoOpBinding.root)
        mPhotoOpBinding.tvCamera.setOnClickListener {
            mPhotoSheet.dismiss()
            requestCameraPermission.launch(
                Manifest.permission.CAMERA
            )
        }
        mPhotoOpBinding.tvPhoto.setOnClickListener {
            mPhotoSheet.dismiss()
            requestStoragePermission.launch(
                Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE
            )

        }
    }

    private fun doDetect() {
        val points = Mat()
        val isHasQr = mQRCodeDetector.detect(mSource, points)
        if (isHasQr) {
            val pointArr = FloatArray(8)
            points.get(0, 0, pointArr)
            Log.d(App.TAG, pointArr.toList().toString())
            val tmp = mSource.clone()
            for (i in pointArr.indices step 2) {
                val start = Point(pointArr[i % 8].toDouble(), pointArr[(i + 1) % 8].toDouble())
                val end = Point(pointArr[(i + 2) % 8].toDouble(), pointArr[(i + 3) % 8].toDouble())
                Imgproc.line(tmp, start, end, Scalar(255.0, 0.0, 0.0), 8, Imgproc.LINE_8)
            }
            mBinding.ivResult.showMat(tmp)
            tmp.release()
        }
    }

    private fun doDecode() {
        val points = Mat()
        val isHasQr = mQRCodeDetector.detect(mGray, points)
        if (isHasQr) {
            val result = mQRCodeDetector.decode(mGray, points)
            if (result.isEmpty()) {
                Toast.makeText(applicationContext, "無法解碼", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            } else {
                Snackbar.make(mBinding.root, "解碼結(jié)果:$result", 3000).show()
            }
            Log.d(App.TAG, result)
        } else {
            Toast.makeText(applicationContext, "未檢測(cè)到QRCode", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }

    private fun selectMedia() {
        if (this::mPhotoSheet.isInitialized) {
            mPhotoSheet.show()
        }
    }

    private fun selectOps() {
        if (this::mOperationSheet.isInitialized) {
            mOperationSheet.show()
        }
    }

    override fun onCreateOptionsMenu(menu: Menu?): Boolean {
        menuInflater.inflate(R.menu.menu_qr_detect, menu)
        return true
    }

    override fun onOptionsItemSelected(item: MenuItem): Boolean {
        when (item.itemId) {
            R.id.menu_pick_photo -> selectMedia()
            R.id.menu_qr_ops -> selectOps()
        }
        return true
    }

    override fun onDestroy() {
        mSource.release()
        mGray.release()
        super.onDestroy()
    }
}

結(jié)果

源碼

github.com/onlyloveyd/…

以上就是Android基于OpenCV實(shí)現(xiàn)QR二維碼檢測(cè)的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Android OpenCV實(shí)現(xiàn)QR二維碼檢測(cè)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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