轉自txx’s blog前言
這篇文章是我們在新發布的禮物說的iOS端開發過程中遇到的一些關於條形碼的問題總結而來。
本文記錄的問題是：當AVFoundation使用多譯碼器掃描的時候。二維碼是秒殺，但是條形碼卻經常掃不上。如果去掉二維碼的話，條形碼掃描又秒殺的問題。
爲什麼我們沒有選用ZXing而是用AVfoundation呢，是因爲我說服了老闆，iOS7開發，而不再去兼容iOS5/6。所以我們終於可以拋棄效率低下的ZXing，而選擇AVFoundation。爲什麼說ZXing效率低下，我們這裏可以說上幾句。
ZXing
ZXing 是 Google Code上的一個開源的條形碼掃描庫，是用java設計的，連Google Glass 都在使用的。但有人爲了追求更高效率以及可移植性，出現了c++ port. Github上的Objectivc-C port，其實就是用OC代碼封裝了一下而已，而且已經停止維護。
ZXing掃描，是拿到攝像頭的每一幀，然後對其根據如下公式做灰度化
f(i,j)=0.30R(i,j)+0.59G(i,j)+0.11B(i,j))
之後做全局直方圖二值化的方法，最後按照ISO/IEC 18004 規範進行解析。
這樣效率非常低，在instrument下面可以看到CPU佔用遠遠高於 AVFoundation。而且全局直方圖二值化導致精準度並不高。這個庫還會帶來一大堆C++的東西，在純iOS7的工程下，不推薦使用。
AVFoundation 掃碼的簡單使用
這裏說一下，我們禮物說是和passbook一樣，同時可以掃描二維碼和條形碼，真是因爲這個特性，導致了我寫這篇總結。 先粘一下掃碼實現部份，如下。
(BOOL)startReading {
_isReading = YES;
NSError *error;
AVCaptureDevice *captureDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];AVCaptureDeviceInput *input = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:captureDevice error:&error];
if (!input) {
NSLog(@”%@”, [error localizedDescription]);
return NO;
}_captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
// Set the input device on the capture session.
[_captureSession addInput:input];AVCaptureMetadataOutput *captureMetadataOutput = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];
[_captureSession addOutput:captureMetadataOutput];// Create a new serial dispatch queue.
dispatch_queue_t dispatchQueue;
dispatchQueue = dispatch_queue_create(“myQueue”, NULL);
[captureMetadataOutput setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatchQueue];if (self.qrcodeFlag)
[captureMetadataOutput setMetadataObjectTypes:[NSArray arrayWithObject:AVMetadataObjectTypeQRCode]];
else
[captureMetadataOutput setMetadataObjectTypes:[NSArray arrayWithObjects:AVMetadataObjectTypeEAN13Code, AVMetadataObjectTypeEAN8Code, AVMetadataObjectTypeCode128Code, AVMetadataObjectTypeQRCode, nil]];_videoPreviewLayer = [[AVCaptureVideoPreviewLayer alloc] initWithSession:_captureSession];
[_videoPreviewLayer setVideoGravity:AVLayerVideoGravityResizeAspectFill];
[_videoPreviewLayer setFrame:self.view.layer.bounds];
[self.view.layer addSublayer:_videoPreviewLayer];[_captureSession startRunning];
return YES;
}
-(void)stopReading{
[_captureSession stopRunning];
_captureSession = nil;
[_videoPreviewLayer removeFromSuperlayer];
}
-(void)captureOutput:(AVCaptureOutput )captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray )metadataObjects
fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
{
if (!_isReading) return;
if (metadataObjects != nil && [metadataObjects count] > 0) {
AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObj = [metadataObjects objectAtIndex:0];
Do Something....
}
}
這個代碼也不需要加什麼註釋，挺簡單易懂的。
闡述問題
我們上面說過了：當AVFoundation使用多譯碼器掃描的時候。二維碼是秒殺，但是條形碼卻經常掃不上。如果去掉二維碼的話，條形碼掃描又秒殺的問題。
但有趣的事情是，如果我寫了個demo，用上述代碼的話。卻又可以秒殺掃描。這個問題困擾了我一下午，仔細對比了項目中的每一行代碼和我demo中的全部。除了demo沒有畫一個提示框在屏幕上以外，其他地方全都一模一樣。
那麼爲什麼導致項目中掃描效率如此之慢呢？
猜想1: UI以及後臺線程佔用大量CPU時間
結果在 instrument下，不攻自破，cpu佔用，內存佔用非常非常低。
猜想2：系統架構問題
因爲添加了QRCode才導致掃描變慢的，那麼就應該是和算法效率有關。多引入了一個每一幀都要工作的譯碼器，導致條形碼掃描效率下降。我的Demo是arm64 v7s v7 系統全支持，而項目是ArmV7。
這個想法挺異想天開的。覺得可能是Arm64的指令集效率比armv7快得多導致的。我還去問巧哥，armv7和arm64在密集運算的時候效率差多少，會不會比較明顯。
但重新配置了一下，還是錯誤的。
插曲
我發現把屏幕橫過來掃描效率比豎過來高多了。於是懷疑是不是 Capture 的方向問題。
猜想3: 攝像頭方向問題導致解碼效率低
這個猜想，我沒有去證實，因爲太麻煩了。要給Session 添加一個新的output 來輸出每一幀，而且還是個CMBuffer，還要手動轉碼。不過後面證實這個也是錯的。
猜想4：攝像頭參數問題
當初看AVCam 寫拍照模塊的時候，記得攝像頭有很多參數，ZXing 也有一個文件位叫做精確解碼，犧牲效率換精確度。於是就在想會不會蘋果家的也要設置參數。
於是就壞懷這個問題去看文檔去了，結果歪打正着的發現了正確原因。 這是記錄在蘋果的FAQ中的，並沒在AVFoundation 的 Reference 中。具體編號爲：Technical Note TN2325
正確原因
就是描述問題裏面說到的，demo和工程裏面的唯一區別，多了個surfaceLayer。如下圖：
爲了正確解釋這個有趣的問題，我們要解釋一下條形碼掃描原理。
上面有提過二維碼是通過全局直方圖二值化後，按照ISO標準解碼，實際上是，按照1:1:3:1:1去尋找那三個尋像圖形，就是標誌性的大方塊。然後圈出二維碼大小再去解碼的。也就是說，再沒設定邊界的情況下全屏都可以。
而條形碼完全不同，他是在Detect Center那個點，畫一個無限延伸的米字型，然後去判斷每一條在線能否解析出條形碼所需要的0101010序列。而iOS默認的Center是 Layer 的 Center。
我們再回過頭來看工程中的 SurfaceLayer，其實他提示給用戶的那個框，已經遠離了Center。所以我們豎着掃描的時候，那條水平的掃描線是沒有貫穿條形碼的，所以掃不上他。
於是乎要根據設備，iPhone4 iPhone5 通過AVCaptureDeviceFormat和AVCaptureSessionPreset 重新設置一下AVCaptureMetadataOutput rectOfInterest，結果問題就解決了。
爲什麼去掉二維碼就沒事了呢？
還在那篇FAQ中，有那麼一個表格。
可見，當我們沒有二維碼的時候，他會有個additional存在。用更加優秀且稍微耗時的算法去優化掃描精準度。
總結
1.當我們遇到問題的時候，不光要記得看 蘋果的 guide 和 reference，還要記得看以下 sample code，tech note， FAQ。
2.說不好有意外收穫 爲什麼條形碼掃描儀上往往會有一條紅線，這並不是爲了擬物化，而是告訴用戶一定要用這條線對準條形碼，否則會有掃不上的可能性。
3.正如福爾摩斯所說：拋開所有不可能的，剩下的，不管多麼令人匪夷所思，那都是事實。兩套代碼僅有UI不一樣，效果不同，其實就是UI引導用戶錯誤的使用了掃描儀。