华为HMS Scankit与Zxing 到底谁强谁弱

前言

Zxing是一款市面上比较常见的三方开源扫码sdk，但是Zxing的缺陷在于只是实现了扫码的一些基础操作，对于更为复杂的扫码环境比如强光，弯曲，形变等情况，并不能很好地支持。现在主流的做法是基于Zxing 的源码做部分优化，但是效果依然不算理想，同时还会花费很多人力。

华为统一扫码服务(Scan Kit)提供便捷的条形码和二维码扫描、解析、生成能力,可以帮助开发者快速构建应用内的扫码功能。得益于华为在计算机视觉领域长期能力积累,华为统一扫码服务(Scan Kit)可以实现远距离码或小型码的检测和自动放大,同时针对常见复杂扫码场景(如反光、暗光、污损、模糊、柱面)做了针对性识别优化,提升扫码成功率与用户体验。

Zxing与华为HMS Scan Kit对比分析

下面，小编将从如下几个维度，带大家一起来对比一下Zxing和华为 HMS Scan Kit的能力差异，分别是：

Ø 远距离扫码
Ø 复杂场景扫码
Ø 任意角度扫码
Ø 多码识别对比
Ø 平台支持对比
Ø 集成方式对比
Ø 技术分析对比

1.远距离扫码对比

远距离扫码成功依赖于二维码的规格（信息量越大识别难度越高）以及相机离二维码的距离。由于Zxing缺乏对于自动放大的优化，常规条件下，在码小于屏幕占比1/5的时候会出现识别困难的情况。反观HMS Scan Kit，由于在流程上多了一个预检测的功能，即使是肉眼无法分辨，也可以很好的自动放大超远距离的二维码。

对比结论：Scan Kit胜

2.复杂场景扫码对比

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复杂场景的扫码主要分为反光，暗光，污损，模糊，柱面。在复杂场景下，Zxing的识别效果比较差。细分复杂场景如下：

这些场景在生活中很经常会遇到，比如在室外会经常遇到反光，暗光，污损等场景，在二维码贴在商品上时会出现曲面甚至棱角的情况。在边走动边扫码时，也会遇到运动模糊的挑战。针对这几种场景一起来看下直观测试对比：

对比结论：Scan Kit胜

3.任意角度扫码对比

Zxing中目前只能支持正向的扫码，也就是说没有办法识别具有一定角度的码。但是Scan Kit可以轻松的完成这一点，当码的偏转在10度以内的时候，Zxing还是能够有较高的识别准确度的，但是当超出这个角度以后，Zxing的识别准确度会急剧下降，然而Scan Kit可以一直不受夹角度的影响，准确率没有任何下降。

对比结论：Scan Kit胜

4.多码识别对比

多码识别可以帮助快递收发，超市收银等场景实现一次识别多个码，提升业务处理效率。多码识别模式下，Scan Kit可以同时识别屏幕上不限种类的5个码，一次返回所有码的对应类型和码值

SDK包大小对比
Zxing的包大小是500k左右，是一个比较满意的大小。Scan Kit分为两种模式，lite模式和Pro模式。Lite模式下包为700k，pro模式下3.3mb。如果结合表格会有一个更清晰的理解。
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翻译过来就是这两个模式仅仅在非华为手机上会有些许差别，所以非华为手机同时对包大小不太敏感的用户尽量可以选择pro的版本。我也做过非华为手机lite版本的测试，效果只是比pro版本略微有所下降。
对比结论：Zxing略有优势

5.平台支持对比

Zxing和Scan Kit同时支持ios和安卓平台的。
对比结论：平手

6.集成方式对比

Zxing的集成方式相对比较简单，只要几行代码就能快速集成sdk，但是在实际产品开发的过程中，还会涉及到产品界面以及辅助功能的开发，而Zxing并没有提供相应的快速集成方式。但由于存在的时间比较长，网上有很多相关的集成指导，所以相对可以减轻一点开发难度，在此不做详细介绍。总结起来，Zxing集成中比较繁琐的在于第一，没有默认的界面可以使用；第二，需要自己实现自动放大，闪光灯等功能。
Scan Kit提供了多种接入方式，包括单码接入，多码接入，自定义接入等。集成方式的区别在于：

Scan Kit的单码接入会提供默认的布局，同时预置好了自动放大，闪光灯等一系列功能，无需开发者再手工配置这些。代码的集成量为5行，特别适用于快速集成，快速替换扫码功能的场景。

Scan Kit的自定义接入会让用户自己去设计布局，仅仅提供扫码和解码的基本功能和空白布局，用户可以根据自己app的风格去设计，但是需要自己去实现自动放大，闪光灯等功能，相对应的技术文档都可以在华为开发者光网上找到。但是相较于单码接入会复杂不少。

具体的集成方式为：

Zxing集成流程

```
  新建项目，导入Zxing模块
```
```
  添加权限，动态申请权限
```
```
  复写onActivity方法
```
```
  调用解码函数
```
```
  编写UI界面，正确显示
```

Scan Kit集成流程

Default View Mode提供相机扫码和导入图片扫码两个功能，提供完整的Activity，不需要开发者开发扫码界面的UI。

流程几乎与Zxing相同

```
新建项目，导入Scan Kit模块
```
```
添加权限，动态申请权限
```
```
复写onActivity方法
```
```
调用解码函数
```

以使用Default View Mode进行集成举例，详细集成步骤如下：

1.新建项目，在app/build.gradle文件中在线依赖:

mplementation 'com.huawei.hms:scan:{version}'

在调用模块的AndroidManifest.xml清单文件中对扫码页面进行声明。

<!--相机权限--> 
<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />

<!--读文件权限--> 
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

<!--使用特性--> 
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" /> 
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />

3.根据实际需求创建扫码选项参数

HmsScanAnalyzerOptions options = new HmsScanAnalyzerOptions.Creator().setHmsScanTypes(HmsScan.QRCODE_SCAN_TYPE , HmsScan.DATAMATRIX_SCAN_TYPE).create();

调用“ScanUtil”的静态方法“startScan”启动Default View扫码页面。

ScanUtil.startScan(this, REQUEST_CODE_SCAN_ONE, options);

通过对比可以发现在Scan Kit和Zxing在添加依赖，申请权限方面没有什么差别，调用方式也很类似，但是Scan Kit 可以默认使用UI（里面内置了闪光灯，自动焦距，图片导入二维码等功能），但是Zxing还需要自己去实现UI界面，然后分别手动完成这些功能。

对比结论：Scan Kit胜

6.技术分析

为什么Scankit要比Zxing识别效果好呢，小编下面从技术实现原理角度对Zxing以及Scan Kit展开做一个技术分析。

Zxing技术分析

Zxing使用的是传统的识别算法，通过找一些特定的特征点去检测码，这个算法只能允许一定程度上的形变，比如正方形的码略微倾斜10度以内，他的像素点还是符合特征点规则的，但是如果形变过大或者角度过大，那么就无法检测出码的位置。Zxing的检测流程分为两类：一维码和二维码串行检测

在一维码检测中，Zxing会使用一个逐行扫描的机制进行特征识别。由于一维码特征都是黑白交叉的，所以在识别到类等间距的黑白黑白序列的时候，就会认为这是一个潜在的码。然后通过找起始位和终止位去规定潜在码的长度。然后将这个序列送入不同的一维码解码模块，串行进行解码，耗时的时间也较长，当串行解码都失败才会提示失败，失败时间也很长。同时，一旦一维码出现褶皱，旋转或者是形变，那么逐行扫描则没法发现满足特定要求的序列，即无法检测出复杂条件下的一维码。

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在二维码检测中，Zxing针对不同二维码分别使用了不同的检测算法，如果以最常见的QR码为例，由于QR码有三个位置探测图形，所以Zxing依然会使用隔行扫描的形式去找位置探测图形的特征，一旦找到黑白比列为1:1:3:1:1的特征，即取位置探测图形的中心点作为参考点进行仿射变换，从而将矫正过后的图片送入QR解码模块。由于QR码的定位点本身具有纠正旋转的功能，因此可以很好的适应旋转情况，但是对于定位点部分遮挡，形变，污损反光等情况，Zxing完全没有能力处理。如图所示，检测位置探测图形是检测二维码是否成功最关键的一步。一旦一个位置检测失败，二维码都不能被检测出。

华为HMS Scan Kit技术分析
Scan Kit使用了深度学习的算法，具有空间不变性，通过训练对应码种类的检测器，可以快速找到满足要求的所有码。
实际流程：

条码检测模块，角度预测模块均使用深度学习的模型

条码检测：不再拘束于Zxing一维码二维码分开检测的串行流程，可以使用训练好的检测器直接得到码型和对应位置。一次检测即可精准的将条码送入对应的解码模块，也不再需要单独串行解码流程，由于解码中包含跳行扫描等一系列开销比较大的操作，而且解不同的码的信息无法共用，因此这一操作大大降低了端到端的时延，避免了很多重复没有必要的计算开销。

角度预测：返回该码的对应三位角度，从而进行放射变换。实际中，条码检测的核心就在于边界点的精准获取，图片经过不精准的放射变换在二值化后送入解码模块，依然不会得到很好的解码效果。这也是解决复杂场景下条码识别的最关键一步。

总结起来说，深度学习将Zxing的条码串行检测以及解码流程改为了并行流程，同时，也将条码的三位角度值返回，经过仿射变化得到对齐的标准正面条码，在大大提高了条码检测的成功率的同时大幅降低了时延。

更多信息

华为开发者官网上也有相应的演示demo，示例代码和开发文档

演示demo和示例代码：

https://github.com/HMS-Core/hms-scan-demo

开发指南：

https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/development/HMS-Guides/scan-introduction-4

API参考：

https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/development/HMS-References/scan-apioverview