最近在做一個關(guān)于二維碼的組件，已發(fā)布，現(xiàn)總結(jié)下。
開發(fā)的APP所需支持的最低版本為7.0，最初的方案為掃描使用蘋果自帶的API實現(xiàn)掃一掃的功能、使用ZXing識別從相冊或別人轉(zhuǎn)發(fā)的二維碼圖片。但發(fā)現(xiàn)ZXing識別從相冊中來的圖片性能很差，很多圖片識別不了，且耗時較長，遂使用ZBar來實現(xiàn)識別從相冊或別人轉(zhuǎn)發(fā)的二維碼圖片。
這個組件重要有三個功能，掃一掃識別二維碼圖片、長按圖片識別二維碼圖片和生成二維碼圖片。
掃一掃識別二維碼圖片
- (void)initCapture {
AVCaptureDevice* inputDevice =
[AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
[inputDevice lockForConfiguration:nil];
if ([inputDevice hasTorch]) {
inputDevice.torchMode = AVCaptureTorchModeAuto;
}
[inputDevice unlockForConfiguration];
AVCaptureDeviceInput *captureInput =
[AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:inputDevice error:nil];
if (!captureInput) {
if ([[[UIDevice currentDevice] systemVersion] floatValue] >= 7.0) {
UIAlertController *alterVC = [UIAlertController alertControllerWithTitle:@"系統(tǒng)提示" message:@"您已關(guān)閉相機使用權(quán)限，請至手機“設(shè)置->隱私->相機”中打開" preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
UIAlertAction *confirmAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"確定" style:UIAlertActionStyleDefault handler:nil];
[alterVC addAction:confirmAction];
[self presentViewController:alterVC animated:YES completion:nil];
} else {
UIAlertController *alterVC = [UIAlertController alertControllerWithTitle:@"系統(tǒng)提示" message:@"未能找到相機設(shè)備" preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
UIAlertAction *confirmAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"確定" style:UIAlertActionStyleDefault handler:nil];
[alterVC addAction:confirmAction];
[self presentViewController:alterVC animated:YES completion:nil];
}
return;
}
AVCaptureMetadataOutput *captureOutput = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];
[captureOutput setMetadataObjectsDelegate:self queue:_queue];
self.captureOutput = captureOutput;
self.captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
[self.captureSession addInput:captureInput];
[self.captureSession addOutput:captureOutput];
CGFloat w = 1920.f;
CGFloat h = 1080.f;
if ([self.captureSession canSetSessionPreset:AVCaptureSessionPreset1920x1080]) {
self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPreset1920x1080;
} else if ([self.captureSession canSetSessionPreset:AVCaptureSessionPreset1280x720]) {
self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPreset1280x720;
w = 1280.f;
h = 720.f;
} else if ([self.captureSession canSetSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480]) {
self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPreset640x480;
w = 960.f;
h = 540.f;
}
captureOutput.metadataObjectTypes = [captureOutput availableMetadataObjectTypes];
CGRect bounds = [[UIScreen mainScreen] bounds];
if (!self.prevLayer) {
self.prevLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.captureSession];
}
self.prevLayer.frame = bounds;
self.prevLayer.videoGravity = AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;
[self.view.layer insertSublayer:self.prevLayer atIndex:0];
// 計算rectOfInterest
CGFloat p1 = bounds.size.height/bounds.size.width;
CGFloat p2 = w/h;
CGRect cropRect = CGRectMake(CGRectGetMinX(_cropRect) - kQRReaderScanExpandWidth, CGRectGetMinY(_cropRect) - kQRReaderScanExpandHeight, CGRectGetWidth(_cropRect) + 2*kQRReaderScanExpandWidth, CGRectGetHeight(_cropRect) + 2*kQRReaderScanExpandHeight);
if (fabs(p1 - p2) < 0.00001) {
captureOutput.rectOfInterest = CGRectMake(cropRect.origin.y /bounds.size.height,
cropRect.origin.x/bounds.size.width,
cropRect.size.height/bounds.size.height,
cropRect.size.width/bounds.size.width);
} else if (p1 < p2) {
//實際圖像被截取一段高
CGFloat fixHeight = bounds.size.width * w / h;
CGFloat fixPadding = (fixHeight - bounds.size.height)/2;
captureOutput.rectOfInterest = CGRectMake((cropRect.origin.y + fixPadding)/fixHeight,
cropRect.origin.x/bounds.size.width,
cropRect.size.height/fixHeight,
cropRect.size.width/bounds.size.width);
} else {
CGFloat fixWidth = bounds.size.height * h / w;
CGFloat fixPadding = (fixWidth - bounds.size.width)/2;
captureOutput.rectOfInterest = CGRectMake(cropRect.origin.y/bounds.size.height,
(cropRect.origin.x + fixPadding)/fixWidth,
cropRect.size.height/bounds.size.height,
cropRect.size.width/fixWidth);
}
}
長按圖片識別二維碼圖片
識別圖片使用的是ZBar，最初的方案為ZXing，因為ZXing有人在維護，但ZXing識別相冊中的二維碼圖片或本地的圖片，有些圖片根本就識別不出來，且耗時較長，所以改為使用ZBar。在網(wǎng)上找到一篇文章再見ZXing 使用系統(tǒng)原生代碼處理QRCode,實測發(fā)現(xiàn)在iOS9，iphone4s上傳回來的數(shù)組為空。代碼如下：
//decode
- (NSString *)decodeQRImageWith:(UIImage*)aImage {
NSString *qrResult = nil;
//iOS8及以上可以使用系統(tǒng)自帶的識別二維碼圖片接口，但此api有問題，在一些機型上detector為nil。
// if (iOS8_OR_LATER) {
// CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:nil];
// CIDetector *detector = [CIDetector detectorOfType:CIDetectorTypeQRCode context:context options:@{CIDetectorAccuracy:CIDetectorAccuracyHigh}];
// CIImage *image = [CIImage imageWithCGImage:aImage.CGImage];
// NSArray *features = [detector featuresInImage:image];
// CIQRCodeFeature *feature = [features firstObject];
//
// qrResult = feature.messageString;
// } else {
ZBarReaderController* read = [ZBarReaderController new];
CGImageRef cgImageRef = aImage.CGImage;
ZBarSymbol* symbol = nil;
for(symbol in [read scanImage:cgImageRef]) break;
qrResult = symbol.data ;
return qrResult;
}
無圖無真相：
14567CBE-E1D2-4FA7-AFA3-8B2037171F38.jpg
detector的值為nil，也就是說
CIDetector *detector = [CIDetector detectorOfType:CIDetectorTypeQRCode context:context options:@{CIDetectorAccuracy:CIDetectorAccuracyHigh}];
CIDetector的初始化方法無效。推測是蘋果API的問題。
生成二維碼圖片
在iOS8及以上版本使用蘋果的API生成二維碼圖片，代碼如下：
- (UIImage *)encodeQRImageWithContent:(NSString *)content size:(CGSize)size {
UIImage *codeImage = nil;
if (iOS8_OR_LATER) {
NSData *stringData = [content dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding];
//生成
CIFilter *qrFilter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"];
[qrFilter setValue:stringData forKey:@"inputMessage"];
[qrFilter setValue:@"M" forKey:@"inputCorrectionLevel"];
UIColor *onColor = [UIColor blackColor];
UIColor *offColor = [UIColor whiteColor];
//上色
CIFilter *colorFilter = [CIFilter filterWithName:@"CIFalseColor"
keysAndValues:
@"inputImage",qrFilter.outputImage,
@"inputColor0",[CIColor colorWithCGColor:onColor.CGColor],
@"inputColor1",[CIColor colorWithCGColor:offColor.CGColor],
nil];
CIImage *qrImage = colorFilter.outputImage;
CGImageRef cgImage = [[CIContext contextWithOptions:nil] createCGImage:qrImage fromRect:qrImage.extent];
UIGraphicsBeginImageContext(size);
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
CGContextSetInterpolationQuality(context, kCGInterpolationNone);
CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);
CGContextDrawImage(context, CGContextGetClipBoundingBox(context), cgImage);
codeImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
CGImageRelease(cgImage);
} else {
codeImage = [QRCodeGenerator qrImageForString:content imageSize:size.width];
}
return codeImage;
}
iOS8以下使用libqrencode庫來生成二維碼圖片。
代碼完善
2015年12月11日
QA測試發(fā)現(xiàn)，服務(wù)端生成的二維碼，使用ZBar識別不出來，但將這張圖片保存到相冊，然后發(fā)送就可以識別出來。最初的想法是要服務(wù)端修改生成的二維碼，但安卓能夠識別出來，此路不通，那只有看ZBar的源碼了。
- (id <NSFastEnumeration>) scanImage: (CGImageRef) image
{
timer_start;
int nsyms = [self scanImage: image
withScaling: 0];
//沒有識別出來，判斷CGImageRef對象的寬和高是否大于640，大于或等于的話進行縮放再進行掃描
if(!nsyms &&
CGImageGetWidth(image) >= 640 &&
CGImageGetHeight(image) >= 640)
// make one more attempt for close up, grainy images
nsyms = [self scanImage: image
withScaling: .5];
NSMutableArray *syms = nil;
if(nsyms) {
// quality/type filtering
int max_quality = MIN_QUALITY;
for(ZBarSymbol *sym in scanner.results) {
zbar_symbol_type_t type = sym.type;
int quality;
if(type == ZBAR_QRCODE)
quality = INT_MAX;
else
quality = sym.quality;
if(quality < max_quality) {
zlog(@" type=%d quality=%d < %d\n",
type, quality, max_quality);
continue;
}
if(max_quality < quality) {
max_quality = quality;
if(syms)
[syms removeAllObjects];
}
zlog(@" type=%d quality=%d\n", type, quality);
if(!syms)
syms = [NSMutableArray arrayWithCapacity: 1];
[syms addObject: sym];
}
}
zlog(@"read %d filtered symbols in %gs total\n",
(!syms) ? 0 : [syms count], timer_elapsed(t_start, timer_now()));
return(syms);
}
在這里就產(chǎn)生了一個解決有些二維碼圖片識別不出來的解決思路：將傳過來的UIImage的寬和高設(shè)置為640，識別不出來再進行縮放識別。修改UIImage的代碼如下：
-(UIImage *)TransformtoSize:(CGSize)Newsize
{
// 創(chuàng)建一個bitmap的context
UIGraphicsBeginImageContext(Newsize);
// 繪制改變大小的圖片
[self drawInRect:CGRectMake(0, 0, Newsize.width, Newsize.height)];
// 從當(dāng)前context中創(chuàng)建一個改變大小后的圖片
UIImage *TransformedImg=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// 使當(dāng)前的context出堆棧
UIGraphicsEndImageContext();
// 返回新的改變大小后的圖片
return TransformedImg;
}
這樣類似于ZXing中的tryHard設(shè)置為YES。識別不出來的二維碼圖片就可以識別了。
2016年5月20日
bug: 點擊進入掃一掃界面，退出，再進入，這樣重復(fù)5次左右，掃一掃之前的界面的會出現(xiàn)卡頓。
原因：多次進入掃一掃界面，再退出，因此界面未被系統(tǒng)回收，captureSession對象一直在運行，會造成內(nèi)存泄露，引起上一個界面卡頓。
解決方案：在視圖將要消失的時候，確保captureSession對象停止運行。
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated
{
[super viewWillDisappear:animated];
if ([self.captureSession isRunning]) {
[self.captureSession stopRunning];
}
}
2018年4月28日
識別二維碼圖片優(yōu)化
近期通過bugly收集卡頓問題發(fā)現(xiàn)，二維碼組件在識別二維碼圖片時，會出現(xiàn)卡頓問題。為優(yōu)化識別速度，采用了三種方案，并分別進行測試，并對測試數(shù)據(jù)進行分析，最終挑選出最優(yōu)的方案。
任務(wù)A：使用系統(tǒng)提供的CoreImage的CIDetector接口去識別二維碼圖片，返回對應(yīng)的字符串；
任務(wù)B：使用zbar中的方法去識別二維碼圖片，返回對應(yīng)的字符串。
//任務(wù)A
+ (NSString *)useSystemMethodDecodeImage:(UIImage *)image {
NSString *resultString = nil;
CIDetector *detector = [CIDetector detectorOfType:CIDetectorTypeQRCode
context:nil
options:@{CIDetectorAccuracy:CIDetectorAccuracyHigh}];
if (detector) {
CIImage *ciImage = [CIImage imageWithCGImage:image.CGImage];
NSArray *features = [detector featuresInImage:ciImage];
CIQRCodeFeature *feature = [features firstObject];
resultString = feature.messageString;
}
return resultString;
}
//任務(wù)B
+ (NSString *)useZbarMethodDecodeImage:(UIImage *)image {
UIImage *decodeImage = image;
if (decodeImage.size.width < 641) {
decodeImage = [decodeImage TransformtoSize:CGSizeMake(640, 640)];
}
QRCodeZBarReaderController* read = [QRCodeZBarReaderController new];
CGImageRef cgImageRef = decodeImage.CGImage;
QRCodeZBarSymbol *symbol = nil;
for(symbol in [read scanImage:cgImageRef]) break;
return symbol.data;
}
- 方案A：先執(zhí)行任務(wù)A，如果獲取到的字符串為空，再執(zhí)行任務(wù)B。
+ (NSString *)planOneDecodeWithImage:(UIImage *)image index:(NSInteger)index{
NSMutableString *costTimeInfo = [NSMutableString stringWithFormat:@"%ld\r\n",index];
CFAbsoluteTime startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSString *detectorString = [MUIQRCodeDecoder useSystemMethodDecodeImage:image];
CFAbsoluteTime detectorCostTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detector : %f ms\r\n",detectorCostTime *1000.0]];
NSAssert(detectorString.length > 0, @"detector fail!");
CFAbsoluteTime zbarStartTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSString *zbarSymbolString = [MUIQRCodeDecoder useZbarMethodDecodeImage:image];
NSAssert(zbarSymbolString.length > 0, @"zbar fail!");
CFAbsoluteTime zbarCostTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - zbarStartTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbar : %f ms\r\n",zbarCostTime *1000.0]];
CFAbsoluteTime totalCostTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"total cost : %f ms\r\n",totalCostTime *1000.0]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detectorString : %@ ms\r\n",detectorString]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbarSymbolString : %@ ms\r\n",zbarSymbolString]];
return [costTimeInfo copy];
}
- 方案B：同時執(zhí)行任務(wù)A和任務(wù)B，兩者均執(zhí)行完后，返回識別的結(jié)果；
+ (NSString *)planTwoDecodeWithImage:(UIImage *)image index:(NSInteger)index {
__block NSMutableString *costTimeInfo = [NSMutableString stringWithFormat:@"%ld\r\n",index];
__block NSString *detectorString = nil;
__block NSString *zbarSymbolString = nil;
CFAbsoluteTime startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
detectorString = [MUIQRCodeDecoder useSystemMethodDecodeImage:image];
NSAssert(detectorString.length > 0, @"detector fail!");
CFAbsoluteTime costTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detector : %f ms\r\n",costTime *1000.0]];
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
zbarSymbolString = [MUIQRCodeDecoder useZbarMethodDecodeImage:image];
NSAssert(zbarSymbolString.length > 0, @"zbar fail!");
CFAbsoluteTime costTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbar : %f ms\r\n",costTime *1000.0]];
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
CFAbsoluteTime totalCostTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"total cost : %f ms\r\n",totalCostTime *1000.0]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detectorString : %@ ms\r\n",detectorString]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbarSymbolString : %@ ms\r\n",zbarSymbolString]];
return [costTimeInfo copy];
}
- 方案C：同時執(zhí)行任務(wù)A和任務(wù)B
1、任務(wù)A先執(zhí)行完且識別成功，返回識別結(jié)果；
2、任務(wù)B先執(zhí)行完且識別成功，返回識別結(jié)果；
3、任務(wù)A和任務(wù)B均識別失敗，兩者均執(zhí)行完后，返回識別的結(jié)果。
+ (NSString *)planThreeDecodeWithImage:(UIImage *)image index:(NSInteger)index {
__block NSMutableString *costTimeInfo = [NSMutableString stringWithFormat:@"%ld\r\n",index];
__block NSString *detectorString = nil;
__block NSString *zbarSymbolString = nil;
__block BOOL isNeedSendSignal = YES;
CFAbsoluteTime startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
detectorString = [MUIQRCodeDecoder useSystemMethodDecodeImage:image];
//NSAssert(detectorString.length > 0, @"detector fail!");
CFAbsoluteTime costTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detector : %f ms\r\n",costTime *1000.0]];
if (detectorString.length > 0 && isNeedSendSignal) {
isNeedSendSignal = NO;
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
zbarSymbolString = [MUIQRCodeDecoder useZbarMethodDecodeImage:image];
//NSAssert(zbarSymbolString.length > 0, @"zbar fail!");
CFAbsoluteTime costTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbar : %f ms\r\n",costTime *1000.0]];
if (zbarSymbolString.length > 0 && isNeedSendSignal) {
isNeedSendSignal = NO;
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
if (isNeedSendSignal) {
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
CFAbsoluteTime totalCostTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"total cost : %f ms\r\n",totalCostTime *1000.0]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"detectorString : %@ ms\r\n",detectorString]];
[costTimeInfo appendString:[NSString stringWithFormat:@"zbarSymbolString : %@ ms\r\n",zbarSymbolString]];
return [costTimeInfo copy];
}
測試數(shù)據(jù)如下所示:(取了前10張圖片）
識別二維碼圖片耗時.png
分析測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：
1、在測試第一張二維碼圖片時，總耗時均較大，如果第一次識別使用的是系統(tǒng)方法，耗時超過500ms，這也是為什么會出現(xiàn)卡頓的原因；
2、使用系統(tǒng)方法去識別二維碼圖片時，如果不是第一次去識別，耗時較小，在65ms以內(nèi)；
3、使用zbar的方法去識別二維碼圖片，耗時均值在200ms以內(nèi)；
4、在方案C中，如果第一次使用系統(tǒng)方法，耗時為226ms。
總結(jié)得出，從優(yōu)化卡頓問題的角度出發(fā)，使用方案C最優(yōu)，同時發(fā)現(xiàn)，如果使用系統(tǒng)方法能識別出二維碼圖片，在初始化之后（也就是第二次使用），耗時最短。同時因為在實際的使用場景中，圖片是一張一張識別的，識別過程有一個間隔時間，如果已經(jīng)使用系統(tǒng)方法識別過二維碼圖片，那下次識別就能達到最優(yōu)。所以使用方案C的話，最差情況均值在200ms左右，最好的情況和方案A中第二次使用系統(tǒng)方法耗時基本一致。綜合考慮，使用方案C。
小結(jié)
在實際的項目開發(fā)過程中，設(shè)想的情況和實際情況會存在偏差，需要自己時刻使用性能調(diào)優(yōu)工具，根據(jù)數(shù)據(jù)去進行優(yōu)化，而不能想當(dāng)然的認(rèn)為某種方式是最優(yōu)的。
源碼和demo請點這里
參考的文章鏈接如下
再見ZXing 使用系統(tǒng)原生代碼處理QRCode
IOS二維碼掃描,你需要注意的兩件事
Zbar算法流程介紹
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