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台（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。

• 安裝地址: https://pypi.org/project/MyQR/

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，我們僅需關注其中的 words、version、level、save_name/dir（默認在當前路徑生成 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。

 1from MyQR import myqr
 2
 3version, level, qr_name = myqr.run(
 4 # 待轉換的字符串
 5 words,
 6 # 碼元結構版本(1-40)
 7 version=1,
 8 # 糾錯等級(L, M, Q, H)
 9 level='H',
10 picture=None,
11 colorized=False,
12 contrast=1.0,
13 brightness=1.0,
14 # 保存圖片名及路徑
15 save_name=None,
16 save_dir=os.getcwd
17 )

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 平台（是的，安卓手機里的二維碼識別都是基於它）。

• 項目地址：https://github.com/zxing/zxing

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。

• 項目地址：https://github.com/oostendo/python-zxing

痞子衡興沖沖地打開這個項目，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，所以它需要配合下面 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。

1# 第 18 行（修改前）
2    libs = ["javase/javase.jar", "core/core.jar"]
3# 第 18 行（修改後）
4    libs = ["javase-3.4.0.jar", "core-3.4.0.jar", "jcommander-1.78.jar"]
5
6# 第 23 行（修改前，僅適用 Python2）
7        if (os.environ.has_key("ZXING_LIBRARY")):
8# 第 23 行（修改後）
9        if ("ZXING_LIBRARY" in os.environ):

跟著上面代碼的改動，正好在系統環境變量里把"ZXING_LIBRARY"添加進去:

• 修改後的完整包：https://github.com/JayHeng/pzh-qrcode/tree/master/python/lib/zxing

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，有一個注意地方，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:/"前綴（即 testimage2）。

 1from zxing import *
 2
 3# 待識別的圖片
 4# 相對路徑(當前目錄下)
 5testimage1 = "qrcode.png"
 6# 絕對路徑
 7testimage2 = "file:/D:/qrcode.png"
 8
 9zx = BarCodeReader
10barcode = zx.decode(testimage2)
11# barcode.data 即是識別出的字符串
12print (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台計算機視覺庫 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。

• 安裝地址: https://pypi.org/project/opencv-python/

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。僅有一個注意事項，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。

 1import cv2
 2
 3# 創建一個圖像捕獲對象，0 表示計算機內置攝像頭，外置攝像頭為 1、2...
 4capture = cv2.VideoCapture(0)
 5
 6while True:
 7    # 從攝像頭獲取一幀圖像
 8    ret, frame = capture.read
 9    # 圖像尺寸調整到 640x640
10    frame = cv2.resize(frame, (640, 640))
11    # 顯示圖像
12    cv2.imshow('frame', frame)
13    # 如鍵盤輸入'q'，則結束採集
14    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
15        break
16
17# 釋放攝像頭並關閉窗口
18capture.release
19cv2.destroyAllWindows

四、搭建 GUI 介面 - PyQt5

二維碼生成和識別的庫以及攝像頭採集庫都找到了，現在開始搭個介面。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 的配套介面構建工具 Qt Designer，一番控制項拖拖拽拽，便有了如下介面設計。介面一共三大區：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，同時也是攝像頭窗口；最下面是識別配置區，用於控制二維碼的識別。介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。

• 項目地址：https://github.com/JayHeng/pzh-qrcode/tree/master/python

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~~~