用 Python 做一个扫码工具

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       二维码作为一种信息传递的工具，在当今社会发挥了重要作用。从手机用户登录到手机支付，生活的各个角落都能看到二维码的存在。那你知道二维码是怎么解析的吗？有想过自己实现一个扫码工具吗？如果想的话就继续看下去吧！
一、案例分析
' ]! j/ K' N7 T& [5 W5 y       我们先思考一下，实现扫码工具需要写什么操作。在扫码过程中我们需要打开摄像头，如何由手机或者电脑识别二维码。所以我们要实现两个关键的步骤：调用摄像头、识别二维码。
       这两个操作分别对应了两个模块，它们就是opencv和pyzbar，其中opencv是英特尔的计算机视觉处理模块，而pyzbar则是用于解析二维码的模块。

( W7 p; r& n7 x/ `. K. f二、环境
9 I+ C0 z: e1 I$ M( U+ C0 d; ]       环境包括python环境和模块。示例环境如下：
系统：Windows 10
python：python 3.7.9
- H# T! P3 G. iopencv：opencv-python-4.4.0.44
: T5 F* V8 P7 x% r% y* l1 F4 l7 Spyzbar：pyzbar-0.1.8
       模块安装很简单，我们直接用pip安装，先安装opencv模块：
3 `5 h/ }8 k  K0 y0 tpip install opencv-python
       然后是pyzbar模块：
% i6 `' P3 _( i5 u( K3 F6 D$ h3 P1 ppip install pyzbar
  y3 z. ^4 k+ I# p% L       在未指定安装版本时，系统会自动安装最新版。安装好模块后，我们就可以来实现扫码工具了。
; V, z1 S2 m+ u2 V$ c2 ~$ y  C$ e
; H: a3 j4 q, G8 g/ g三、识别二维码
% ~" N- w; H. r7 ]7 S1 f       有了pyzbar模块后，我们识别二维码的工作就非常简单了，首先需要准备一张二维码。有了二维码后就可以开始解析了，具体步骤如下：
0 _* \0 P. p4 `4 m1.读取二维码图片
1 w2 z$ \% I% d% {" ^# r2.解析二维码中的数据3.在解析出的数据中提取data信息
实现代码如下：
) v9 i: u* c. o( J

复制代码
import cv2
from pyzbar import pyzbar
# 1、读取二维码图片
qrcode = cv2.imread('qrcode.jpg')
# 2、解析二维码中的数据
data = pyzbar.decode(qrcode)
print(data)
# 3、在数据中解析出二维码的data信息
text = data[0].data.decode('utf-8')
print(text)

      在上面我们解析了两次，第一次获取了一个data，我们先来看看data长什么样子：
, t; h* F+ x( H; T3 L% ~' r8 d

[Decoded(data=b'http://weixin.qq.com/r/vC_fhynEKnRVrW3k93qu', type='QRCODE', rect=Rect(left=140, top=113, width=390, height=390), polygon=[Point(x=140, y=113), Point(x=140, y=503), Point(x=530, y=503), Point(x=530, y=113)])]

      可以看到是一个列表，而且列表的第一个数据包含url的信息。所以我们需要通过下面的代码再次解析：
. S. i8 `, {: {

复制代码
text = data[0].data.decode('utf-8')

      这样我们就能拿到二维码中包含的信息了。为了方便后续使用，可以将上面的代码写成一个函数：
( I4 Z1 D7 V( G) f8 I* ?# w

复制代码
def scan_qrcode(img_path):
    qrcode = cv2.imread(img_path)
    data = pyzbar.decode(qrcode)
    return data[0].data.decode('utf-8')

      接下来我们再看看如何调用摄像头。
四、调用摄像头
& K- O5 B% b7 W7 e! ]' k$ [       在opencv中提供了一个VideoCapture类用于读取视频，同样可以用来调用摄像头。调用摄像头的步骤如下：
1.调用摄像头
2.循环
3.在循环内读取一帧画面
4.显示当前读取的画面
5.等待键盘输入
6.判断是否按退出键q
7.按了退出键则退出，没按则继续循环
具体代码如下：
) x2 |3 C* d3 t( z" n

复制代码
import cv2
# 调用摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
    # 读取一帧画面
    ret, frame = cap.read()
    # 显示当前帧
    cv2.imshow('scan qrcode', frame)
    # 等待键盘输入
    key = cv2.waitKey(10)
    # 当按下q键时关闭摄像头
    if key == ord('q'):
        break
# 销毁所有窗口
cv2.destroyAllWindows()

      可以自己尝试运行一下上面的代码，效果就像是打开了自己的前置摄像头。现在调用了摄像头，我们可以把两部分的代码结合起来。
五、实现扫码工具
; v) W+ q4 e! c6 ~2 \% ?       扫码工具的主体部分是调用摄像头的操作，需要对读取到的每一帧画面进行解析，当解析出结果后输出并退出。具体代码如下：
$ K# s, U1 g3 q! X( ]
' d. r2 T' E& ?; Y

复制代码
import cv2
from pyzbar import pyzbar

def scan_qrcode(qrcode):
    data = pyzbar.decode(qrcode)
    return data[0].data.decode('utf-8')

cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
    ret, frame = cap.read()
    cv2.imshow('scan qrcode', frame)

    # 解析二维码
    text = None
    try:
        text = scan_qrcode(frame)
    except Exception as e:
        pass
    if text:
        print(text)
        break

    key = cv2.waitKey(10)
    if key == ord('q'):
        break
cv2.destroyAllWindows()

      上面我们把scan_qrcode函数修改了一下，从原来的传入图片路径到直接传入图片对象。因为通过VideoCapture对象获取的图片帧和通过cv2.imread获取的图片是同一数据类型。
       上面关键步骤在解析二维码的操作。首先定义一个text，因为解析过程中如果没有二维码会出现异常，所以用try-except语句处理。如何通过if判断text的内容，只有当我们真正解析到了数据，程序才会输出结果，并退出程序。到这里，我们就实现了扫码工具。