Сканируйте штрих-коды с помощью ML Kit на Android

Вы можете использовать ML Kit для распознавания и декодирования штрих-кодов.

Прежде чем начать

  1. Если вы еще этого не сделали, добавьте Firebase в свой проект Android .
  2. Добавьте зависимости для библиотек Android ML Kit в файл Gradle вашего модуля (на уровне приложения) (обычно app/build.gradle ): 
    apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'com.google.gms.google-services'

dependencies {
  // ...

  implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision:24.0.3'
  implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision-barcode-model:16.0.1'
}

Рекомендации по входному изображению

  • Чтобы ML Kit мог точно считывать штрих-коды, входные изображения должны содержать штрих-коды, представленные достаточным количеством пиксельных данных.

    Требования к конкретным пиксельным данным зависят как от типа штрих-кода, так и от объема данных, которые в нем закодированы (поскольку большинство штрих-кодов поддерживают полезную нагрузку переменной длины). Как правило, наименьшая значимая единица штрих-кода должна иметь ширину не менее 2 пикселей (а для двумерных кодов — высоту 2 пикселя).

    Например, штрих-коды EAN-13 состоят из полос и пробелов шириной 1, 2, 3 или 4 единицы, поэтому изображение штрих-кода EAN-13 в идеале содержит полосы и пробелы длиной не менее 2, 4, 6 и более. Ширина 8 пикселей. Поскольку общая ширина штрих-кода EAN-13 составляет 95 единиц, ширина штрих-кода должна быть не менее 190 пикселей.

    Более плотные форматы, такие как PDF417, требуют большего размера в пикселях, чтобы ML Kit мог их надежно читать. Например, код PDF417 может содержать до 34 «слов» шириной 17 единиц в одной строке, которая в идеале должна иметь ширину не менее 1156 пикселей.

  • Плохая фокусировка изображения может снизить точность сканирования. Если вы не получили приемлемых результатов, попробуйте попросить пользователя повторно сделать снимок.

  • Для типичных приложений рекомендуется предоставлять изображение с более высоким разрешением (например, 1280x720 или 1920x1080), что позволяет обнаруживать штрих-коды на большем расстоянии от камеры.

    Однако в приложениях, где задержка имеет решающее значение, вы можете повысить производительность, захватывая изображения с более низким разрешением, но требуя, чтобы штрих-код составлял большую часть входного изображения. Также см. Советы по повышению производительности в реальном времени .

1. Настройте детектор штрих-кода

Если вы знаете, какие форматы штрих-кодов вы собираетесь считывать, вы можете повысить скорость детектора штрих-кодов, настроив его на обнаружение только этих форматов.

Например, чтобы обнаружить только ацтекский код и QR-коды, создайте объект FirebaseVisionBarcodeDetectorOptions как показано в следующем примере:

Java

FirebaseVisionBarcodeDetectorOptions options =
        new FirebaseVisionBarcodeDetectorOptions.Builder()
        .setBarcodeFormats(
                FirebaseVisionBarcode.FORMAT_QR_CODE,
                FirebaseVisionBarcode.FORMAT_AZTEC)
        .build();

Kotlin

val options = FirebaseVisionBarcodeDetectorOptions.Builder()
        .setBarcodeFormats(
                FirebaseVisionBarcode.FORMAT_QR_CODE,
                FirebaseVisionBarcode.FORMAT_AZTEC)
        .build()

Поддерживаются следующие форматы:

  • Код 128 ( FORMAT_CODE_128 )
  • Код 39 ( FORMAT_CODE_39 )
  • Код 93 ( FORMAT_CODE_93 )
  • Кодабар ( FORMAT_CODABAR )
  • EAN-13 ( FORMAT_EAN_13 )
  • EAN-8 ( FORMAT_EAN_8 )
  • ITF ( FORMAT_ITF )
  • СКП-А ( FORMAT_UPC_A )
  • UPC-E ( FORMAT_UPC_E )
  • QR-код ( FORMAT_QR_CODE )
  • PDF417 ( FORMAT_PDF417 )
  • Ацтекский ( FORMAT_AZTEC )
  • Матрица данных ( FORMAT_DATA_MATRIX )

2. Запустите детектор штрих-кода

Чтобы распознавать штрих-коды в изображении, создайте объект FirebaseVisionImage из Bitmap , media.Image , ByteBuffer , массива байтов или файла на устройстве. Затем передайте объект FirebaseVisionImage методу detectInImage FirebaseVisionBarcodeDetector .

  1. Создайте объект FirebaseVisionImage из вашего изображения.

    • Чтобы создать объект FirebaseVisionImage из объекта media.Image , например, при захвате изображения с камеры устройства, передайте объект media.Image и поворот изображения в FirebaseVisionImage.fromMediaImage() .

      Если вы используете библиотеку CameraX , классы OnImageCapturedListener и ImageAnalysis.Analyzer вычисляют значение поворота за вас, поэтому вам просто нужно преобразовать поворот в одну из констант ROTATION_ ML Kit перед вызовом FirebaseVisionImage.fromMediaImage() :

      Java 

      private class YourAnalyzer implements ImageAnalysis.Analyzer {

    private int degreesToFirebaseRotation(int degrees) {
        switch (degrees) {
            case 0:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            case 90:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
            case 180:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
            case 270:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
            default:
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Rotation must be 0, 90, 180, or 270.");
        }
    }

    @Override
    public void analyze(ImageProxy imageProxy, int degrees) {
        if (imageProxy == null || imageProxy.getImage() == null) {
            return;
        }
        Image mediaImage = imageProxy.getImage();
        int rotation = degreesToFirebaseRotation(degrees);
        FirebaseVisionImage image =
                FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
        // Pass image to an ML Kit Vision API
        // ...
    }
}

      Kotlin 

      private class YourImageAnalyzer : ImageAnalysis.Analyzer {
    private fun degreesToFirebaseRotation(degrees: Int): Int = when(degrees) {
        0 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
        90 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
        180 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
        270 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
        else -> throw Exception("Rotation must be 0, 90, 180, or 270.")
    }

    override fun analyze(imageProxy: ImageProxy?, degrees: Int) {
        val mediaImage = imageProxy?.image
        val imageRotation = degreesToFirebaseRotation(degrees)
        if (mediaImage != null) {
            val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, imageRotation)
            // Pass image to an ML Kit Vision API
            // ...
        }
    }
}

      Если вы не используете библиотеку камер, которая дает вам поворот изображения, вы можете рассчитать его на основе поворота устройства и ориентации датчика камеры на устройстве:

      Java 

      private static final SparseIntArray ORIENTATIONS = new SparseIntArray();
static {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180);
}

/**
 * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
 * orientation.
 */
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
private int getRotationCompensation(String cameraId, Activity activity, Context context)
        throws CameraAccessException {
    // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
    // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
    // rotated to compensate for the device's rotation.
    int deviceRotation = activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
    int rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation);

    // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
    // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
    // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
    CameraManager cameraManager = (CameraManager) context.getSystemService(CAMERA_SERVICE);
    int sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);
    rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360;

    // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
    int result;
    switch (rotationCompensation) {
        case 0:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            break;
        case 90:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
            break;
        case 180:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
            break;
        case 270:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
            break;
        default:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            Log.e(TAG, "Bad rotation value: " + rotationCompensation);
    }
    return result;
}
      VisionImage.java

      Kotlin 

      private val ORIENTATIONS = SparseIntArray()

init {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180)
}
/**
 * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
 * orientation.
 */
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@Throws(CameraAccessException::class)
private fun getRotationCompensation(cameraId: String, activity: Activity, context: Context): Int {
    // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
    // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
    // rotated to compensate for the device's rotation.
    val deviceRotation = activity.windowManager.defaultDisplay.rotation
    var rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation)

    // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
    // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
    // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
    val cameraManager = context.getSystemService(CAMERA_SERVICE) as CameraManager
    val sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION)!!
    rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360

    // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
    val result: Int
    when (rotationCompensation) {
        0 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
        90 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
        180 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
        270 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
        else -> {
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
            Log.e(TAG, "Bad rotation value: $rotationCompensation")
        }
    }
    return result
}
      VisionImage.kt

      Затем передайте объект media.Image и значение поворота в FirebaseVisionImage.fromMediaImage() :

      Java 

      FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
      VisionImage.java

      Kotlin 

      val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)
      VisionImage.kt
    • Чтобы создать объект FirebaseVisionImage из URI файла, передайте контекст приложения и URI файла в FirebaseVisionImage.fromFilePath() . Это полезно, когда вы используете намерение ACTION_GET_CONTENT , чтобы предложить пользователю выбрать изображение из приложения галереи.

      Java 

      FirebaseVisionImage image;
try {
    image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
      VisionImage.java

      Kotlin 

      val image: FirebaseVisionImage
try {
    image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri)
} catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
}
      VisionImage.kt
    • Чтобы создать объект FirebaseVisionImage из ByteBuffer или массива байтов, сначала рассчитайте поворот изображения, как описано выше для ввода media.Image .

      Затем создайте объект FirebaseVisionImageMetadata , который содержит высоту, ширину изображения, формат цветовой кодировки и поворот:

      Java 

      FirebaseVisionImageMetadata metadata = new FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
        .setWidth(480)   // 480x360 is typically sufficient for
        .setHeight(360)  // image recognition
        .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
        .setRotation(rotation)
        .build();
      VisionImage.java

      Kotlin 

      val metadata = FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
        .setWidth(480) // 480x360 is typically sufficient for
        .setHeight(360) // image recognition
        .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
        .setRotation(rotation)
        .build()
      VisionImage.kt

      Используйте буфер или массив и объект метаданных для создания объекта FirebaseVisionImage :

      Java 

      FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata);
// Or: FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata);
      VisionImage.java

      Kotlin 

      val image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata)
// Or: val image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata)
      VisionImage.kt
    • Чтобы создать объект FirebaseVisionImage из объекта Bitmap :

      Java 

      FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap);
      VisionImage.java

      Kotlin 

      val image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap)
      VisionImage.kt
      Изображение, представленное объектом Bitmap , должно быть вертикальным, без необходимости дополнительного поворота.

  2. Получите экземпляр FirebaseVisionBarcodeDetector :

    Java

    FirebaseVisionBarcodeDetector detector = FirebaseVision.getInstance()
        .getVisionBarcodeDetector();
// Or, to specify the formats to recognize:
// FirebaseVisionBarcodeDetector detector = FirebaseVision.getInstance()
//        .getVisionBarcodeDetector(options);

    Kotlin

    val detector = FirebaseVision.getInstance()
        .visionBarcodeDetector
// Or, to specify the formats to recognize:
// val detector = FirebaseVision.getInstance()
//        .getVisionBarcodeDetector(options)

  3. Наконец, передайте изображение методу detectInImage :

    Java

    Task<List<FirebaseVisionBarcode>> result = detector.detectInImage(image)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<List<FirebaseVisionBarcode>>() {
            @Override
            public void onSuccess(List<FirebaseVisionBarcode> barcodes) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
                });

    Kotlin

    val result = detector.detectInImage(image)
        .addOnSuccessListener { barcodes ->
            // Task completed successfully
            // ...
        }
        .addOnFailureListener {
            // Task failed with an exception
            // ...
        }

3. Получите информацию из штрих-кодов

Если операция распознавания штрих-кода завершится успешно, список объектов FirebaseVisionBarcode будет передан прослушивателю успеха. Каждый объект FirebaseVisionBarcode представляет штрих-код, обнаруженный на изображении. Для каждого штрих-кода вы можете получить его ограничивающие координаты во входном изображении, а также необработанные данные, закодированные штрих-кодом. Также, если детектор штрих-кода смог определить тип данных, закодированных штрих-кодом, можно получить объект, содержащий разобранные данные.

Например:

Java

for (FirebaseVisionBarcode barcode: barcodes) {
    Rect bounds = barcode.getBoundingBox();
    Point[] corners = barcode.getCornerPoints();

    String rawValue = barcode.getRawValue();

    int valueType = barcode.getValueType();
    // See API reference for complete list of supported types
    switch (valueType) {
        case FirebaseVisionBarcode.TYPE_WIFI:
            String ssid = barcode.getWifi().getSsid();
            String password = barcode.getWifi().getPassword();
            int type = barcode.getWifi().getEncryptionType();
            break;
        case FirebaseVisionBarcode.TYPE_URL:
            String title = barcode.getUrl().getTitle();
            String url = barcode.getUrl().getUrl();
            break;
    }
}

Kotlin

for (barcode in barcodes) {
    val bounds = barcode.boundingBox
    val corners = barcode.cornerPoints

    val rawValue = barcode.rawValue

    val valueType = barcode.valueType
    // See API reference for complete list of supported types
    when (valueType) {
        FirebaseVisionBarcode.TYPE_WIFI -> {
            val ssid = barcode.wifi!!.ssid
            val password = barcode.wifi!!.password
            val type = barcode.wifi!!.encryptionType
        }
        FirebaseVisionBarcode.TYPE_URL -> {
            val title = barcode.url!!.title
            val url = barcode.url!!.url
        }
    }
}

Советы по повышению производительности в реальном времени

Если вы хотите сканировать штрих-коды в приложении реального времени, следуйте этим рекомендациям для достижения наилучшей частоты кадров:

  • Не записывайте входные данные с собственным разрешением камеры. На некоторых устройствах захват входных данных с собственным разрешением приводит к созданию чрезвычайно больших (10+ мегапикселей) изображений, что приводит к очень низкой задержке без какого-либо улучшения точности. Вместо этого запрашивайте у камеры только тот размер, который необходим для обнаружения штрих-кода: обычно не более 2 мегапикселей.

    Если скорость сканирования важна, вы можете еще больше снизить разрешение захвата изображения. Однако помните о требованиях к минимальному размеру штрих-кода, изложенных выше.

  • Дроссель вызывает детектор. Если новый видеокадр становится доступным во время работы детектора, удалите этот кадр.
  • Если вы используете выходные данные детектора для наложения графики на входное изображение, сначала получите результат из ML Kit, затем визуализируйте изображение и наложите его за один шаг. При этом вы выполняете рендеринг на поверхность дисплея только один раз для каждого входного кадра.

  • Если вы используете API Camera2, захватывайте изображения в формате ImageFormat.YUV_420_888 .

    Если вы используете более старый API камеры, захватывайте изображения в формате ImageFormat.NV21 .