1
hao
2025-03-27 e610e1c17f62b423a717fadaaa7b139d02857793
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
/**
 * Data mask pattern reference
 * @type {Object}
 */
exports.Patterns = {
  PATTERN000: 0,
  PATTERN001: 1,
  PATTERN010: 2,
  PATTERN011: 3,
  PATTERN100: 4,
  PATTERN101: 5,
  PATTERN110: 6,
  PATTERN111: 7
}
 
/**
 * Weighted penalty scores for the undesirable features
 * @type {Object}
 */
const PenaltyScores = {
  N1: 3,
  N2: 3,
  N3: 40,
  N4: 10
}
 
/**
 * Check if mask pattern value is valid
 *
 * @param  {Number}  mask    Mask pattern
 * @return {Boolean}         true if valid, false otherwise
 */
exports.isValid = function isValid (mask) {
  return mask != null && mask !== '' && !isNaN(mask) && mask >= 0 && mask <= 7
}
 
/**
 * Returns mask pattern from a value.
 * If value is not valid, returns undefined
 *
 * @param  {Number|String} value        Mask pattern value
 * @return {Number}                     Valid mask pattern or undefined
 */
exports.from = function from (value) {
  return exports.isValid(value) ? parseInt(value, 10) : undefined
}
 
/**
* Find adjacent modules in row/column with the same color
* and assign a penalty value.
*
* Points: N1 + i
* i is the amount by which the number of adjacent modules of the same color exceeds 5
*/
exports.getPenaltyN1 = function getPenaltyN1 (data) {
  const size = data.size
  let points = 0
  let sameCountCol = 0
  let sameCountRow = 0
  let lastCol = null
  let lastRow = null
 
  for (let row = 0; row < size; row++) {
    sameCountCol = sameCountRow = 0
    lastCol = lastRow = null
 
    for (let col = 0; col < size; col++) {
      let module = data.get(row, col)
      if (module === lastCol) {
        sameCountCol++
      } else {
        if (sameCountCol >= 5) points += PenaltyScores.N1 + (sameCountCol - 5)
        lastCol = module
        sameCountCol = 1
      }
 
      module = data.get(col, row)
      if (module === lastRow) {
        sameCountRow++
      } else {
        if (sameCountRow >= 5) points += PenaltyScores.N1 + (sameCountRow - 5)
        lastRow = module
        sameCountRow = 1
      }
    }
 
    if (sameCountCol >= 5) points += PenaltyScores.N1 + (sameCountCol - 5)
    if (sameCountRow >= 5) points += PenaltyScores.N1 + (sameCountRow - 5)
  }
 
  return points
}
 
/**
 * Find 2x2 blocks with the same color and assign a penalty value
 *
 * Points: N2 * (m - 1) * (n - 1)
 */
exports.getPenaltyN2 = function getPenaltyN2 (data) {
  const size = data.size
  let points = 0
 
  for (let row = 0; row < size - 1; row++) {
    for (let col = 0; col < size - 1; col++) {
      const last = data.get(row, col) +
        data.get(row, col + 1) +
        data.get(row + 1, col) +
        data.get(row + 1, col + 1)
 
      if (last === 4 || last === 0) points++
    }
  }
 
  return points * PenaltyScores.N2
}
 
/**
 * Find 1:1:3:1:1 ratio (dark:light:dark:light:dark) pattern in row/column,
 * preceded or followed by light area 4 modules wide
 *
 * Points: N3 * number of pattern found
 */
exports.getPenaltyN3 = function getPenaltyN3 (data) {
  const size = data.size
  let points = 0
  let bitsCol = 0
  let bitsRow = 0
 
  for (let row = 0; row < size; row++) {
    bitsCol = bitsRow = 0
    for (let col = 0; col < size; col++) {
      bitsCol = ((bitsCol << 1) & 0x7FF) | data.get(row, col)
      if (col >= 10 && (bitsCol === 0x5D0 || bitsCol === 0x05D)) points++
 
      bitsRow = ((bitsRow << 1) & 0x7FF) | data.get(col, row)
      if (col >= 10 && (bitsRow === 0x5D0 || bitsRow === 0x05D)) points++
    }
  }
 
  return points * PenaltyScores.N3
}
 
/**
 * Calculate proportion of dark modules in entire symbol
 *
 * Points: N4 * k
 *
 * k is the rating of the deviation of the proportion of dark modules
 * in the symbol from 50% in steps of 5%
 */
exports.getPenaltyN4 = function getPenaltyN4 (data) {
  let darkCount = 0
  const modulesCount = data.data.length
 
  for (let i = 0; i < modulesCount; i++) darkCount += data.data[i]
 
  const k = Math.abs(Math.ceil((darkCount * 100 / modulesCount) / 5) - 10)
 
  return k * PenaltyScores.N4
}
 
/**
 * Return mask value at given position
 *
 * @param  {Number} maskPattern Pattern reference value
 * @param  {Number} i           Row
 * @param  {Number} j           Column
 * @return {Boolean}            Mask value
 */
function getMaskAt (maskPattern, i, j) {
  switch (maskPattern) {
    case exports.Patterns.PATTERN000: return (i + j) % 2 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN001: return i % 2 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN010: return j % 3 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN011: return (i + j) % 3 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN100: return (Math.floor(i / 2) + Math.floor(j / 3)) % 2 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN101: return (i * j) % 2 + (i * j) % 3 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN110: return ((i * j) % 2 + (i * j) % 3) % 2 === 0
    case exports.Patterns.PATTERN111: return ((i * j) % 3 + (i + j) % 2) % 2 === 0
 
    default: throw new Error('bad maskPattern:' + maskPattern)
  }
}
 
/**
 * Apply a mask pattern to a BitMatrix
 *
 * @param  {Number}    pattern Pattern reference number
 * @param  {BitMatrix} data    BitMatrix data
 */
exports.applyMask = function applyMask (pattern, data) {
  const size = data.size
 
  for (let col = 0; col < size; col++) {
    for (let row = 0; row < size; row++) {
      if (data.isReserved(row, col)) continue
      data.xor(row, col, getMaskAt(pattern, row, col))
    }
  }
}
 
/**
 * Returns the best mask pattern for data
 *
 * @param  {BitMatrix} data
 * @return {Number} Mask pattern reference number
 */
exports.getBestMask = function getBestMask (data, setupFormatFunc) {
  const numPatterns = Object.keys(exports.Patterns).length
  let bestPattern = 0
  let lowerPenalty = Infinity
 
  for (let p = 0; p < numPatterns; p++) {
    setupFormatFunc(p)
    exports.applyMask(p, data)
 
    // Calculate penalty
    const penalty =
      exports.getPenaltyN1(data) +
      exports.getPenaltyN2(data) +
      exports.getPenaltyN3(data) +
      exports.getPenaltyN4(data)
 
    // Undo previously applied mask
    exports.applyMask(p, data)
 
    if (penalty < lowerPenalty) {
      lowerPenalty = penalty
      bestPattern = p
    }
  }
 
  return bestPattern
}