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ios使用AVFoundation讀取二維碼的方法

 更新時間：2017年12月31日 09:51:51   作者：蹲瓜  
這篇文章主要介紹了ios使用AVFoundation讀取二維碼，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

二維碼（Quick Response Code，簡稱QR Code）是由水平和垂直兩個方向上的線條設計而成的一種二維條形碼（barcode)?？梢跃幋a網(wǎng)址、電話號碼、文本等內(nèi)容，能夠存儲大量的數(shù)據(jù)信息。自iOS 7以來，二維碼的生成和讀取只需要使用Core Image框架和AVFoundation框架就能輕松實現(xiàn)。在這里，我們主要介紹二維碼的讀取。關于二維碼的生成，可以查看使用CIFilter生成二維碼文章中的介紹。

 

1 二維碼的讀取

讀取二維碼也就是通過掃描二維碼圖像以獲取其所包含的數(shù)據(jù)信息。需要知道的是，任何條形碼（包括二維碼）的掃描都是基于視頻采集（video capture），因此需要使用AVFoundation框架。

掃描二維碼的過程即從攝像頭捕獲二維碼圖像（input）到解析出字符串內(nèi)容（output）的過程，主要是通過AVCaptureSession對象來實現(xiàn)的。該對象用于協(xié)調(diào)從輸入到輸出的數(shù)據(jù)流，在執(zhí)行過程中，需要先將輸入和輸出添加到AVCaptureSession對象中，然后通過發(fā)送startRunning或stopRunning消息來啟動或停止數(shù)據(jù)流，最后通過AVCaptureVideoPreviewLayer對象將捕獲的視頻顯示在屏幕上。在這里，輸入對象通常是AVCaptureDeviceInput對象，主要是通過AVCaptureDevice的實例來獲得，而輸出對象通常是AVCaptureMetaDataOutput對象，它是讀取二維碼的核心部分，與AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate協(xié)議結合使用，可以捕獲在輸入設備中找到的任何元數(shù)據(jù)，并將其轉換為可讀的格式。下面是具體步驟：

1、導入AVFoundation框架。

#import <AVFoundation/AVFoundation.h>

2、創(chuàng)建一個AVCaptureSession對象。

AVCaptureSession *captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];

3、為AVCaptureSession對象添加輸入和輸出。

// add input
NSError *error;
AVCaptureDevice *device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
AVCaptureDeviceInput *deviceInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:device error:&error];
 
[captureSession addInput:deviceInput];
 
// add output
AVCaptureMetadataOutput *metadataOutput = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];
[captureSession addOutput:metadataOutput];

4、配置AVCaptureMetaDataOutput對象，主要是設置代理和要處理的元數(shù)據(jù)對象類型。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MyQueue", NULL);
[metadataOutput setMetadataObjectsDelegate:self queue:queue];
[metadataOutput setMetadataObjectTypes:@[AVMetadataObjectTypeQRCode]];

需要注意的是，一定要在輸出對象被添加到captureSession之后才能設置要處理的元數(shù)據(jù)類型，否則會出現(xiàn)下面的錯誤：

Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: [AVCaptureMetadataOutput setMetadataObjectTypes:] Unsupported type found - use -availableMetadataObjectTypes'

5、創(chuàng)建并設置AVCaptureVideoPreviewLayer對象來顯示捕獲到的視頻。

AVCaptureVideoPreviewLayer *previewLayer = [[AVCaptureVideoPreviewLayer alloc] initWithSession:captureSession];
[previewLayer setVideoGravity:AVLayerVideoGravityResizeAspectFill];
[previewLayer setFrame:self.view.bounds];
[self.view.layer addSublayer:previewLayer];

6、給AVCaptureSession對象發(fā)送startRunning消息以啟動視頻捕獲。

[captureSession startRunning];

7、實現(xiàn)AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate的captureOutput:didOutputMetadataObjects:fromConnection:方法來處理捕獲到的元數(shù)據(jù)，并將其讀取出來。

- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)output didOutputMetadataObjects:(NSArray<__kindof AVMetadataObject *> *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
{
 if (metadataObjects != nil && metadataObjects.count > 0) {
  AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObject = metadataObjects.firstObject;
  if ([[metadataObject type] isEqualToString:AVMetadataObjectTypeQRCode]) {
   NSString *message = [metadataObject stringValue];
   [self.label performSelectorOnMainThread:@selector(setText:) withObject:message waitUntilDone:NO];
  }
 }
}

需要提醒的是，由于AVCaptureMetaDataOutput對象代理的設置，該代理方法會在setMetadataObjectsDelegate:queue:指定的隊列上調(diào)用，如果需要更新用戶界面，則必須在主線程中進行。

2 應用示例

下面，我們就做一個如下圖所示的二維碼閱讀器：

 

其中主要實現(xiàn)的功能有：

  1. 通過攝像頭實時掃描并讀取二維碼。
  2. 解析從相冊中選擇的二維碼圖片。

由于二維碼的掃描是基于實時的視頻捕獲，因此相關的操作無法在模擬器上進行測試，也不能在沒有相機的設備上進行測試。如果想要查看該應用，需要連接自己的iPhone設備來運行。

2.1 創(chuàng)建項目

打開Xcode，創(chuàng)建一個新的項目（File\New\Project...），選擇iOS一欄下的Application中的Single View Application模版，然后點擊Next，填寫項目選項。在Product Name中填寫QRCodeReaderDemo，選擇Objective-C語言，點擊Next，選擇文件位置，并單擊Create創(chuàng)建項目。

2.2 構建界面

打開Main.storyboard文件，在當前控制器中嵌入導航控制器，并添加標題QR Code Reader：

 

在視圖控制器中添加ToolBar、Flexible Space Bar Button Item、Bar Button Item、View，布局如下：

 

其中，各元素及作用：

  1. ToolBar：添加在控制器視圖的最底部，其Bar Item標題為Start，具有雙重作用，用于啟動和停止掃描。
  2. Flexible Space Bar Button Item：分別添加在Start的左右兩側，用于固定Start 的位置使其居中顯示。
  3. Bar Button Item：添加在導航欄的右側，標題為Album，用于從相冊選擇二維碼圖片進行解析。
  4. View：添加在控制器視圖的中間，用于稍后設置掃描框。在這里使用自動布局固定寬高均為260，并且水平和垂直方向都是居中。

創(chuàng)建一個名為ScanView的新文件（File\New\File…），它是UIView的子類。然后選中視圖控制器中間添加的View，將該視圖的類名更改為ScanView：

 

打開輔助編輯器，將storyboard中的元素連接到代碼中：

 

注意，需要在ViewController.m文件中導入ScanView.h文件。

2.3 添加代碼

2.3.1 掃描二維碼

首先在ViewController.h文件中導入AVFoundation框架：

#import <AVFoundation/AVFoundation.h>

切換到ViewController.m文件，添加AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate協(xié)議，并在接口部分添加下面的屬性：

@interface ViewController ()<AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate>

// properties
@property (assign, nonatomic) BOOL isReading;
@property (strong, nonatomic) AVCaptureSession *captureSession;
@property (strong, nonatomic) AVCaptureVideoPreviewLayer *previewLayer;

在viewDidLoad方法中添加下面代碼：

- (void)viewDidLoad
{
 [super viewDidLoad];
 
 self.isReading = NO;
 self.captureSession = nil;
}

然后在實現(xiàn)部分添加startScanning方法和stopScanning方法及相關代碼：

- (void)startScanning
{
 self.captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
 
 // add input
 NSError *error;
 AVCaptureDevice *device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
 AVCaptureDeviceInput *deviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:device error:&error];
 if (!deviceInput) {
  NSLog(@"%@", [error localizedDescription]);
 }
 [self.captureSession addInput:deviceInput];
 
 // add output
 AVCaptureMetadataOutput *metadataOutput = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];
 [self.captureSession addOutput:metadataOutput];
 
 // configure output
 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MyQueue", NULL);
 [metadataOutput setMetadataObjectsDelegate:self queue:queue];
 [metadataOutput setMetadataObjectTypes:@[AVMetadataObjectTypeQRCode]];
 
 // configure previewLayer
 self.previewLayer = [[AVCaptureVideoPreviewLayer alloc] initWithSession:self.captureSession];
 [self.previewLayer setVideoGravity:AVLayerVideoGravityResizeAspectFill];
 [self.previewLayer setFrame:self.view.bounds];
 [self.view.layer addSublayer:self.previewLayer];
 
 // start scanning
 [self.captureSession startRunning];
}

- (void)stopScanning
{
 [self.captureSession stopRunning];
 self.captureSession = nil;
 
 [self.previewLayer removeFromSuperlayer];
}

找到startStopAction:并在該方法中調(diào)用上面的方法：

- (IBAction)startStopAction:(id)sender
{
 if (!self.isReading) {
  [self startScanning];
  [self.view bringSubviewToFront:self.toolBar];
  [self.startStopButton setTitle:@"Stop"];
 }
 else {
  [self stopScanning];
  [self.startStopButton setTitle:@"Start"];
 }
 
 self.isReading = !self.isReading;
}

至此，二維碼掃描相關的代碼已經(jīng)完成，如果想要它能夠正常運行的話，還需要在Info.plist文件中添加NSCameraUsageDescription鍵及相應描述以訪問相機：

 

需要注意的是，現(xiàn)在只能掃描二維碼但是還不能讀取到二維碼中的內(nèi)容，不過我們可以連接設備，運行試下：

2.3.2 讀取二維碼

讀取二維碼需要實現(xiàn)AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate協(xié)議的captureOutput:didOutputMetadataObjects:fromConnection:方法：

- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)output didOutputMetadataObjects:(NSArray<__kindof AVMetadataObject *> *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
{
 if (metadataObjects != nil && metadataObjects.count > 0) {
  AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObject = metadataObjects.firstObject;
  if ([[metadataObject type] isEqualToString:AVMetadataObjectTypeQRCode]) {
   NSString *message = [metadataObject stringValue];
   [self performSelectorOnMainThread:@selector(displayMessage:) withObject:message waitUntilDone:NO];
   
   [self performSelectorOnMainThread:@selector(stopScanning) withObject:nil waitUntilDone:NO];
   [self.startStopButton performSelectorOnMainThread:@selector(setTitle:) withObject:@"Start" waitUntilDone:NO];
   self.isReading = NO;
  }
 }
}

- (void)displayMessage:(NSString *)message
{
 UIViewController *vc = [[UIViewController alloc] init];
 
 UITextView *textView = [[UITextView alloc] initWithFrame:vc.view.bounds];
 [textView setText:message];
 [textView setFont:[UIFont preferredFontForTextStyle:UIFontTextStyleBody]];
 textView.editable = NO;
 
 [vc.view addSubview:textView];
 
 [self.navigationController showViewController:vc sender:nil];
}

在這里我們將掃碼結果顯示在一個新的視圖中，如果你運行程序的話應該可以看到掃描的二維碼內(nèi)容了。

另外，為了使我們的應用更逼真，可以在掃描到二維碼信息時讓它播放聲音。這首先需要在項目中添加一個音頻文件：

 

然后在接口部分添加一個AVAudioPlayer對象的屬性：

@property (strong, nonatomic) AVAudioPlayer *audioPlayer;

在實現(xiàn)部分添加loadSound方法及代碼，并在viewDidLoad中調(diào)用該方法：

- (void)loadSound
{
 NSString *soundFilePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"beep" ofType:@"mp3"];
 NSURL *soundURL = [NSURL URLWithString:soundFilePath];
 NSError *error;
 
 self.audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:soundURL error:&error];
 
 if (error) {
  NSLog(@"Could not play sound file.");
  NSLog(@"%@", [error localizedDescription]);
 }
 else {
  [self.audioPlayer prepareToPlay];
 }
}

- (void)viewDidLoad
{
 ... 
 [self loadSound];
}

最后，在captureOutput:didOutputMetadataObjects:fromConnection:方法中添加下面的代碼來播放聲音：

- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)output didOutputMetadataObjects:(NSArray<__kindof AVMetadataObject *> *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
{
 if (metadataObjects != nil && metadataObjects.count > 0) {
  AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObject = metadataObjects.firstObject;
  if ([[metadataObject type] isEqualToString:AVMetadataObjectTypeQRCode]) {
   ...
   self.isReading = NO;
   
   // play sound
   if (self.audioPlayer) {
    [self.audioPlayer play];
   }
  }
 }

2.3.3 設置掃描框

目前點擊Start按鈕，整個視圖范圍都可以掃描二維碼?，F(xiàn)在，我們需要設置一個掃描框，以限制只有掃描框區(qū)域內(nèi)的二維碼被讀取。在這里，將掃描區(qū)域設置為storyboard中添加的視圖，即scanView。

在實現(xiàn)部分找到startReading方法，添加下面的代碼：

- (void)startScanning
{
 // configure previewLayer
 ...
 
 // set the scanning area
 [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:AVCaptureInputPortFormatDescriptionDidChangeNotification object:nil queue:[NSOperationQueue mainQueue] usingBlock:^(NSNotification * _Nonnull note) {
  metadataOutput.rectOfInterest = [self.previewLayer metadataOutputRectOfInterestForRect:self.scanView.frame];
 }];
 
 // start scanning
 ...
}

需要注意的是，rectOfInterest屬性不能在設置 metadataOutput 時直接設置，而需要在AVCaptureInputPortFormatDescriptionDidChangeNotification通知里設置，否則 metadataOutputRectOfInterestForRect:方法會返回 (0, 0, 0, 0)。

為了讓掃描框更真實的顯示，我們需要自定義ScanView，為其繪制邊框、四角以及掃描線。

首先打開ScanView.m文件，在實現(xiàn)部分重寫initWithCoder:方法，為scanView設置透明的背景顏色：

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
 self = [super initWithCoder:aDecoder];
 
 if (self) {
  self.backgroundColor = [UIColor clearColor];
 }
 
 return self;
}

然后重寫drawRect:方法，為scanView繪制邊框和四角：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
 CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
 
 // 繪制白色邊框
 CGContextAddRect(context, self.bounds);
 CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor whiteColor].CGColor);
 CGContextSetLineWidth(context, 2.0);
 CGContextStrokePath(context);
 
 // 繪制四角：
 CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor greenColor].CGColor);
 CGContextSetLineWidth(context, 5.0);
 
 // 左上角：
 CGContextMoveToPoint(context, 0, 30);
 CGContextAddLineToPoint(context, 0, 0);
 CGContextAddLineToPoint(context, 30, 0);
 CGContextStrokePath(context);
 
 // 右上角：
 CGContextMoveToPoint(context, self.bounds.size.width - 30, 0);
 CGContextAddLineToPoint(context, self.bounds.size.width, 0);
 CGContextAddLineToPoint(context, self.bounds.size.width, 30);
 CGContextStrokePath(context);
 
 // 右下角：
 CGContextMoveToPoint(context, self.bounds.size.width, self.bounds.size.height - 30);
 CGContextAddLineToPoint(context, self.bounds.size.width, self.bounds.size.height);
 CGContextAddLineToPoint(context, self.bounds.size.width - 30, self.bounds.size.height);
 CGContextStrokePath(context);
 
 // 左下角：
 CGContextMoveToPoint(context, 30, self.bounds.size.height);
 CGContextAddLineToPoint(context, 0, self.bounds.size.height);
 CGContextAddLineToPoint(context, 0, self.bounds.size.height - 30);
 CGContextStrokePath(context); 
}

如果希望在掃描過程中看到剛才繪制的掃描框，還需要切換到ViewController.m文件，在startStopAction:方法中添加下面的代碼來顯示掃描框：

- (IBAction)startStopAction:(id)sender
{
 if (!self.isReading) {
  ...
  [self.view bringSubviewToFront:self.toolBar]; // display toolBar
  [self.view bringSubviewToFront:self.scanView]; // display scanView
  ...
 }
 ...
}

現(xiàn)在運行，你會看到下面的效果：

 

接下來我們繼續(xù)添加掃描線。

首先在ScanView.h文件的接口部分聲明一個NSTimer對象的屬性：

@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;

然后切換到ScanView.m文件，在實現(xiàn)部分添加loadScanLine方法及代碼，并在initWithCoder:方法中調(diào)用：

- (void)loadScanLine
{
 self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
  UIView *lineView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, self.bounds.size.width, 1.0)];
  lineView.backgroundColor = [UIColor greenColor];
  [self addSubview:lineView];
  
  [UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
   lineView.frame = CGRectMake(0, self.bounds.size.height, self.bounds.size.width, 2.0);
  } completion:^(BOOL finished) {
   [lineView removeFromSuperview];
  }];
 }];
}

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
 ...

 if (self) {
  ...
  [self loadScanLine];
 }

 ...
}

然后切換到ViewController.m文件，在startStopAction:方法中添加下面代碼以啟用和暫停計時器：

- (IBAction)startStopAction:(id)sender
{
 if (!self.isReading) {
  ...
  [self.view bringSubviewToFront:self.scanView]; // display scanView
  self.scanView.timer.fireDate = [NSDate distantPast]; //start timer
  ...
 }
 else {
  [self stopScanning];
  self.scanView.timer.fireDate = [NSDate distantFuture]; //stop timer
  ...
 }
 
 ...
}

最后，再在viewWillAppear:的重寫方法中添加下面代碼：

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
 [super viewWillAppear:animated];
 
 self.scanView.timer.fireDate = [NSDate distantFuture];
}

可以運行看下：

2.3.4 從圖片解析二維碼

從iOS 8開始，可以使用Core Image框架中的CIDetector解析圖片中的二維碼。在這個應用中，我們通過點擊Album按鈕，從相冊選取二維碼來解析。

在寫代碼之前，需要在Info.plist文件中添加NSPhotoLibraryAddUsageDescription鍵及相應描述以訪問相冊：

 

然后在ViewController.m文件中添加UIImagePickerControllerDelegate和UINavigationControllerDelegate協(xié)議：

復制代碼 代碼如下:

@interface ViewController ()<AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate, UIImagePickerControllerDelegate, UINavigationControllerDelegate>

在實現(xiàn)部分找到readingFromAlbum:方法，添加下面代碼以訪問相冊中的圖片：

- (IBAction)readingFromAlbum:(id)sender
{
 UIImagePickerController *picker = [[UIImagePickerController alloc] init];
 picker.delegate = self;
 picker.sourceType = UIImagePickerControllerSourceTypePhotoLibrary;
 picker.allowsEditing = YES;
 
 [self presentViewController:picker animated:YES completion:nil];
}

然后實現(xiàn)UIImagePickerControllerDelegate的imagePickerController:didFinishPickingMediaWithInfo:方法以解析選取的二維碼圖片：

- (void)imagePickerController:(UIImagePickerController *)picker didFinishPickingMediaWithInfo:(NSDictionary<NSString *,id> *)info
{
 [picker dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
 
 UIImage *selectedImage = [info objectForKey:UIImagePickerControllerEditedImage];
 CIImage *ciImage = [[CIImage alloc] initWithImage:selectedImage];
 
 CIDetector *detector = [CIDetector detectorOfType:CIDetectorTypeQRCode context:nil options:@{CIDetectorAccuracy:CIDetectorAccuracyLow}];
 NSArray *features = [detector featuresInImage:ciImage];
 
 if (features.count > 0) {
  CIQRCodeFeature *feature = features.firstObject;
  NSString *message = feature.messageString;
  
  // display message
  [self displayMessage:message];
  
  // play sound
  if (self.audioPlayer) {
   [self.audioPlayer play];
  }
 }
}

現(xiàn)在可以運行試下從相冊選取二維碼來讀?。?/p>

  

上圖顯示的是在模擬器中運行的結果。

至此，我們的二維碼閱讀器已經(jīng)全部完成，如果需要完整代碼，可以下載QRCodeReaderDemo查看。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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