Генерация и декодирование штрих-кода
yurevГенерация и декодирование штрих-кода¶
В этом материале мы подробно разберем возможности преобразования строки символов в черно-белый штрих-код (в виде изображения) и обратно. Код использует пакет Images для работы с изображениями.
Реализованная нами программа состоит из двух основных функций:
string_to_barcode– преобразует строку в изображение штрих-кода;barcode_to_string– декодирует изображение штрих-кода обратно в строку.
using Images
Функция string_to_barcode¶
Логика работы¶
Инициализация пустого массива bits: в нём хранятся биты всех символов строки.
Цикл по каждому символу строки:
bitstring(UInt8(char))преобразовывает символ в его 8-битное представление,parse(Int, bit)преобразует каждый бит в соответствующее целое число,append!добавляет эти числа в массивbits.
Создание двумерного массива для изображения:
bits'транспонирует вектор бит (преобразует в строку),repeatповторяет эту строкуlength(bits)/2раз, чтобы создать двумерный массив (изображение), где каждая строка идентична,- коэффициент
length(bits)/2выбран для создания прямоугольного изображения.
Возврат результата: функция возвращает двумерный массив из 0 и 1, который можно интерпретировать как черно-белое изображение.
function string_to_barcode(s::String)
bits = []
for char in s
binary_str = bitstring(UInt8(char)) # Получаем бинарное представление символа (8 бит)
append!(bits, [parse(Int, bit) for bit in binary_str]) # Преобразуем каждый бит в число и добавляем в вектор
end
repeated_bits = repeat(bits', Int.(length(bits)/2),1) # Повторяем вектор бит
return repeated_bits
end
Пример использования:¶
barcode = string_to_barcode("_Engee_") # Переводим строку в битовое представление
img = Gray.(barcode) # Преобразуем в изображение
display(img) # Показываем изображение
save("barcode.png", img) # Сохраняем в файл
Функция barcode_to_string¶
Логика работы¶
Бинаризация изображения:
Gray.(img)преобразует изображение в оттенки серого;.> 0.5преобразует в чисто черно-белое (значения больше 0.5 становятся 1, остальные – 0).
Извлечение битовой последовательности:
binary_img[10, :]берет 10-ю строку изображения (можно любую, так как все строки одинаковы).
Декодирование символов:
- цикл проходит по битам с шагом 8 (каждый символ кодируется 8 битами),
- для каждых 8 бит
reduce((x, y) -> x * 2 + y, byte)преобразует массив бит в число,Char()преобразует число в соответствующий символ.
Сборка строки:
join(chars)объединяет все символы в одну строку.
function barcode_to_string(img)
binary_img = Gray.(img) .> 0.5 # Преобразуем изображение в бинарный формат (0 или 1)
bits = binary_img[10, :] # Получаем первую строку изображения (так как все строки одинаковы)
# Преобразуем биты в символы
chars = []
for i in 1:8:length(bits)
# Берем 8 бит и преобразуем их в символ
byte = bits[i:i+7]
char = Char(reduce((x, y) -> x * 2 + y, byte))
push!(chars, char)
end
# Собираем символы в строку
return join(chars)
end
Пример использования:¶
img = load("barcode.png") # Загружаем изображение штрихкода
display(img) # Показываем изображение
decoded_string = barcode_to_string(img) # Декодируем строку
println("Decoded string: ", decoded_string) # Выводим результат
Вывод¶
Этот код демонстрирует базовый принцип преобразования строки в визуальное представление и обратно. Этот принцип может быть расширен для более сложных сценариев использования.
Также стоит упомянуть некоторые особенности реализации.
Кодирование символов: каждый символ кодируется ровно 8 битами (ASCII), что ограничивает набор символов, но упрощает реализацию.
Визуальное представление: штрих-код создается повторением одной и той же битовой последовательности в нескольких строках, что делает его более заметным.
Устойчивость: при декодировании берется конкретная строка изображения (10-я), что делает алгоритм уязвимым к повреждениям изображения. В реальных системах обычно используется более сложная логика восстановления.