在上一篇文章的最後，痞子衡給出了這個專題的五個階段推進計劃。第一階段是學習標準QR Code原理，使用Python搭建一個二維碼生成與識別平臺（基於現有開源庫）。你可能會問，為什麼第一階段是基於Python，這其實是痞子衡的習慣。痞子衡每次學習新東西，總喜歡用Python，一是成熟的庫多，二是代碼簡... ...
大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家分享的是走進二維碼(QR Code)的世界專題之初體驗。
接上篇 《走進二維碼(QR Code)的世界（1）- 引言》 繼續更文，在上一篇文章的最後，痞子衡給出了這個專題的五個階段推進計劃。第一階段是學習標準QR Code原理，使用Python搭建一個二維碼生成與識別平臺（基於現有開源庫）。你可能會問，為什麼第一階段是基於Python，這其實是痞子衡的習慣。痞子衡每次學習新東西，總喜歡用Python，一是成熟的庫多，二是代碼簡潔寫起來快。今天我們來嘗試用Python做一個GUI工具，這個工具可以生成和識別二維碼，輸入文字即可轉換成二維碼圖片，待識別的二維碼既可以是本地圖片，也可以來自攝像頭。在做這個工具的過程中，我們可以對二維碼技術的實現有一個初步體驗。
一、生成二維碼圖片 - MyQR
先來找一個二維碼生成庫，在全球最大的同性交友網站(github)中輸入"qrcode"，語言選擇"Python"，便會得到如下結果，可以看到網上已經有2個非常成熟的二維碼生成庫了，我們就選Star最多的qrcode庫吧。
看了一下項目簡介，qrcode庫非常強大，不僅可以生成普通二維碼，還可以生成帶圖片的藝術二維碼（黑白與彩色）、動態二維碼（黑白與彩色），我們暫時只用它來生成普通二維碼。先安裝好Python（痞子衡安裝的Python3.6），然後使用pip工具直接安裝這個庫，這個庫在pypi網站的名字是"MyQR"，痞子衡安裝的是2.3.1版本。
MyQR庫的使用足夠簡單粗暴，一行代碼即可。run()函數輸入參數很多，我們僅需關註其中的words、version、level、save_name/dir（預設在當前路徑生成qrcode.png）即可。run()函數返回結果包括version、level、qr_name(生成的二維碼圖片路徑)，你可能會好奇，為啥返回結果里也有version、level，其實這個庫會根據輸入的words自動匹配出最小的version、level，如果輸入的參數小於最小的version、level，庫會自動使用最小的version、level。
from MyQR import myqr
version, level, qr_name = myqr.run(
# 待轉換的字元串
words,
# 碼元結構版本(1-40)
version=1,
# 糾錯等級(L, M, Q, H)
level='H',
picture=None,
colorized=False,
contrast=1.0,
brightness=1.0,
# 保存圖片名及路徑
save_name=None,
save_dir=os.getcwd()
)
二、識別二維碼圖片 - ZXing
因為MyQR不含識別功能，所以我們還需要再找一個二維碼識別庫。其實痞子衡早就知道有一個非常知名的開源二維碼識別庫ZXing("Zebra Crossing")。ZXing項目是Google開發的，基於Java語言實現，主要面向Android平臺（是的，安卓手機里的二維碼識別都是基於它）。
ZXing是Java語言實現，那Python下怎麼使用？別急，人家項目簡介里已經給出了各種其他語言下的移植，在Python下可以使用python-zxing庫。
痞子衡興衝衝地打開這個項目，被第一句項目簡介就震住了“A quick and dirty wrapper for the ZXing barcode library”。其實這個項目就是簡單地在原版ZXing上加了一個殼子，以外部調用的方式執行ZXing的jar包，所以它需要配合下麵3個jar包一起工作：
- core.jar下載：https://mvnrepository.com/artifact/com.google.zxing/core
- javase.jar下載：https://mvnrepository.com/artifact/com.google.zxing/javase
- jcommander.jar下載：https://mvnrepository.com/artifact/com.beust/jcommander
jar包全部下載好後連同python-zxing源文件一起放到Python系統目錄下：
然後還需要簡單修改一下python-zxing源文件(__init__.py)如下，代碼中jar包名字要跟你下載的相對應。並且還需要改一下"ZXING_LIBRARY"相關代碼，原代碼里os.environ.has_key()僅適用Python2，在Python3上os.environ沒有has_key()方法。
# 第18行（修改前）
libs = ["javase/javase.jar", "core/core.jar"]
# 第18行（修改後）
libs = ["javase-3.4.0.jar", "core-3.4.0.jar", "jcommander-1.78.jar"]
# 第23行（修改前，僅適用Python2）
if (os.environ.has_key("ZXING_LIBRARY")):
# 第23行（修改後）
if ("ZXING_LIBRARY" in os.environ):
跟著上面代碼的改動，正好在系統環境變數里把"ZXING_LIBRARY"添加進去:
python-zxing庫的使用也很簡單，兩句代碼即可。待識別的圖片不需要是裸二維碼圖片，圖片中只需包含完整二維碼即可，zxing庫會自動在圖片中定位出二維碼並識別。關於傳入圖片的路徑，有一個註意地方，如果是絕對路徑（比如D:\qrcode.png），則需要將路徑轉一下格式（'\'改成'/'）並加上"file:/"首碼（即testimage2）。
from zxing import *
# 待識別的圖片
# 相對路徑(當前目錄下)
testimage1 = "qrcode.png"
# 絕對路徑
testimage2 = "file:/D:/qrcode.png"
zx = BarCodeReader()
barcode = zx.decode(testimage2)
# barcode.data即是識別出的字元串
print (barcode.data)
三、從攝像頭採集圖像 - OpenCV
如果只是識別本地二維碼圖片，那也太單調了，沒有掃一掃的那種快感，再加個攝像頭採集功能吧。關於圖像處理的東西毫不猶豫地選擇大名鼎鼎的跨平臺電腦視覺庫OpenCV，這麼知名的庫必然有Python版，pip工具直接安裝吧，痞子衡安裝的是4.2.0.34。
我們只是用OpenCV做攝像頭採集，所以代碼相當簡單，就是底下這幾句。僅有一個註意事項，痞子衡電腦解析度是1920x1080，攝像頭採集的原始圖像也是這個長寬比，如果你調用cv2.resize()將尺寸調整到640x640，你會發現實際顯示圖片是640x360，多餘的上下部分是用黑色填充的，攝像頭畫面長寬比似乎無法被改變。
import cv2
# 創建一個圖像捕獲對象，0表示電腦內置攝像頭，外置攝像頭為1、2...
capture = cv2.VideoCapture(0)
while True:
# 從攝像頭獲取一幀圖像
ret, frame = capture.read()
# 圖像尺寸調整到 640x640
frame = cv2.resize(frame, (640, 640))
# 顯示圖像
cv2.imshow('frame', frame)
# 如鍵盤輸入'q'，則結束採集
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
break
# 釋放攝像頭並關閉視窗
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
四、搭建GUI界面 - PyQt5
二維碼生成和識別的庫以及攝像頭採集庫都找到了，現在開始搭個界面。Python的GUI框架非常多，痞子衡推薦用PyQt5，至於原因嘛，誰用誰知道。痞子衡是在試過好幾個Python GUI框架之後轉到PyQt5就沒再離開過。
打開QT的配套界面構建工具Qt Designer，一番控制項拖拖拽拽，便有瞭如下界面設計。界面一共三大區：最上面是生成配置區，用於控制二維碼的生成；中間是顯示區，生成的二維碼以及輸入待識別二維碼都在這裡顯示，同時也是攝像頭視窗；最下麵是識別配置區，用於控制二維碼的識別。界面構建完成後直接用pyuic5.exe工具將.ui文件轉成.py源文件。
五、工具運行效果
基於前面的準備工作，簡單寫一些邏輯代碼，把上面這些整合起來，便是一個初步小工具，讓我們來看看運行效果。輸入"https://github.com" 點擊【Generate】可以生成相應二維碼，點擊【Detect】也能根據圖片識別出"https://github.com" ，將這個二維碼圖片拍照，然後選擇攝像頭輸入，將圖片放在攝像頭面前也能識別出來，大功告成。
至此，走進二維碼(QR Code)的世界專題之初體驗痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
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