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
       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。

二、环境
       环境包括python环境和模块。示例环境如下：
4 n* b0 w  A; h, _系统：Windows 10
6 H8 ]4 c7 ^& Epython：python 3.7.9
, q+ a/ D, M; X0 @opencv：opencv-python-4.4.0.44
  j4 W8 y3 X4 r8 k5 n2 ypyzbar：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：
( W" |6 C/ O2 y  J7 X  D8 Opip install opencv-python
       然后是pyzbar模块：
; v) t0 k- ?, F; S5 }. epip install pyzbar
       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。

三、识别二维码
       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：
1.读取二维码图片
2.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：

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：
( i, W: ]/ T7 \; B5 ?, Q" r0 N/ z: 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：

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：

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。
# m8 w) F4 v! S: i/ m四、调用摄像头
       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
! Z2 p$ r6 d; G/ q2.循环
3.在循环内读取一帧画面
4.显示当前读取的画面
* h7 E5 M% q  k: r: {! d0 [) b5.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：
( U  V) y" O! Z  w5 B+ o% ?  f
9 }2 U! r( d3 [0 A$ F# o7 d

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
! {9 P2 I% }' D5 w* G0 L       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：

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。
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