【C#】バーコードリーダーで写真撮影ができる！？画像の取得方法を紹介

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バーコードリーダーで写真撮影ができるのをご存知でしょうか？？

Honywell製のバーコードリーダーはバーコードを読み取りするだけではなく、デジタルカメラと同じように画像を撮影することができます。

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バーコードリーダーの取り扱い説明書には、「イメージコマンド」を送信することで画像の取り込み処理を行えると記載があります。参考サイト：ユーザーガイド(9-1参照)

ここに記載している内容を参考にして画像の撮影をやってみましょう。

バーコードリーダーはコマンドを送信すれば画像撮影が可能です。

この記事では、C#のシリアル通信を使ってバーコードリーダーで写真を撮影する方法を紹介しています。ぜひ最後まで読んでみてください。

バーコードリーダーの仕組み

バーコードリーダーは、横方向に情報を持つ１次元バーコード（JANコードや CODE39等）や横方向と縦方向に情報を持つ２次元バーコード（QRコード・データマトリックス）を読み取りして、バーコードのデータを出力することができます。

バーコードリーダーには赤色 LED（発光ダイオード）があり、読み取り時にバーコードへ照射します。そして画像センサーが撮影して、バーコードの黒い部分と白い部分を解析し、文字列（キャラクタ）に変換します。

画像センサーを使うことで、バーコードとバーコードリーダーの距離が多少あっても読み取りすることができるのです。

コントラストとは

バーコードリーダーはコントラスト（白・黒）を捉えて読み取りをします。CMOS に入光する光量が多いと白と捉えます。CMOSに入光する光量が少ないと黒と捉えます。この白黒の明暗度合をコントラストと言います。

バーコードリーダーで読み取りをする場合、通常は赤色 LED を照射します。もし、赤色LEDが無かったら、どうなるのでしょうか？

CMOS に入光する白い部分の光量が少なくなってしまい、バーコードがぼやけてしまいます。コントラストが低いと読み取りが不安定になります。

赤色 LED を照射すると、バーコードの白い部分が反射し、CMOS に入光する光量が多くなります。バーコード黒い部分は光を吸収し、CMOS に入光する光量が少なくなります。結果、バーコードがはっきりと表示される事になります。

LED の色が赤色である理由は、赤と黒は波長の差異大きいので光を発しにくく、コンストラクトが高くなるからです。

だいぶ脱線してしまいましたが、ここで言いたかったのは撮影される画像は白黒になるということです。

バーコードリーダーで写真を撮影する方法

バーコードリーダーで写真を撮影するには、「イメージコマンド」を送信して画像データを受信します。

コマンドやデータの送受信を行う為に、パソコンとバーコードリーダーをシリアル通信で接続しておく必要があります。

以下の記事で紹介している「C#でシリアル通信をする方法」を元にプログラム作成していますので、参照してみてください。

イメージコマンドを使う

バーコードリーダーで画像を撮影するコマンドは「IMGSNP」で、撮影した画像を送信するコマンドは、「IMGSHP」です。この２つのコマンドを組み合わせることで、”写真を撮影”して”撮影した画像を送信”することができます。

このコマンドを使うにはメニューコマンドシンタックスを先頭に付けておく必要があります。これがないと、バーコードリーダーはコマンドを認識してくれないので注意してください。
参考サイト：ユーザーガイド(12-1参照)

メニューコマンドシンタックス：SYN M CR

※３つのASCIIのキャラクタです。上記の16進数にすると、「\x16\x4D\x0D」です。

上記の内容を組み合わせると次のコードになります。

//バーコードリーダーへ送信するコマンド
var command = "\x16\x4D\x0DIMGSNP1L;IMGSHP.";

コマンドを組み合わせる場合はセミコロン（;）で分離します。

イメージコマンドを送信する

続いて、コマンドを送信する処理を作成します。

コマンドはバイト配列に変換して、バーコードリーダーへシリアル通信で送信します。

コマンドをbyte配列に変換する

コマンドを1文字ずつ取得し、16進数 → byte に変換してリストに格納します。全て変換が終わったら、リストに格納された byte をbyte 配列に直して返します。

private byte[] ConvertStringToByteArray(string str)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(str))
    {
        return null;
    }

    var bytes = new List<byte>();

    for (int i = 0; i < str.Length; i++)
    {
        var value = ((int)str[i]).ToString("X2");
        bytes.Add(Convert.ToByte(value, 16));
    }

    return bytes.ToArray();
}

SerialPortのWriteメソッドで送信する

byte 配列のコマンドを SerialPort クラスのWriteメソッドでバーコードリーダーに送信します。

SerialPort クラスのWriteメソッドは第１引数に送信バッファへ書き込む byte 配列、第２引数はインデックスの開始位置、第３引数に送信バッファへ書き込むバイト数です。

public bool Send(byte[] bytes)
{
    if (!IsOpen || bytes == null)
    {
        return false;
    }

    var result = false;

    try
    {
        serialPort.Write(bytes, 0, bytes.Length);
        result = true;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Debug.WriteLine(ex.Message);
    }

    return result;
}

SerialPortのReadメソッドで受信する

バーコードリーダーへコマンドを送信すると、画像データが受信バッファへ入力されます。 SerialPort クラスのBytesToReadメソッドで受信バッファにデータが入力されるまでループさせ、受信バッファにデータが入力されたらReadByteメソッドで受信します。

ReadByteメソッドは1文字ずつbyte で取得するので、リストbufferListに追加します。受信が完了したらリストに格納された byte をbyte 配列に直して返します。

public byte[] Receive()
{
    // 受信バッファ
    var bufferList = new List<byte>();

    if (!IsOpen) { return null; }

    try
    {
        // 受信データ待機
        while (serialPort.BytesToRead == 0)
        {
            Thread.Sleep(1500);
        }

        // 受信
        while (serialPort.BytesToRead > 0)
        {
            // 1 バイト受信してバッファに格納
            var buffer = (byte)serialPort.ReadByte();
            bufferList.Add(buffer);
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Debug.WriteLine(ex.Message);
        SerialPortErrorOccurred?.Invoke(this, new EventArgs());
    }

    return bufferList.ToArray();
}

画像データをBitmapImageに変換する

バーコードリーダーから受信した画像データ(byte 配列)をBitmapImageに変換します。

byte 配列に変換してMemoryStreamに書き込みます。MemoryStreamをBitmapImageのStreamSourceとして設定します。あとは WPF のImageコントロールのSourceプロパティにBitmapImageを設定すれば画面に撮影した画像が反映されます。

private BitmapImage LoadFromBytes(byte[] bytes)
{
    try
    {
        using (var stram = new MemoryStream(bytes))
        {
            stram.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            var image = new BitmapImage();
            image.BeginInit();
            image.StreamSource = stram;
            image.CreateOptions = BitmapCreateOptions.PreservePixelFormat;
            image.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
            image.UriSource = null;
            image.EndInit();

            return image;
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        return new BitmapImage();
    }
}

使用例

上記のメソッドを使用してバーコードリーダーで画像を撮影するコードは以下になります。

バーコードリーダーから受信したデータにはコマンドデータ＋画像データが含まれています。このデータは0x29(グループ区切り)で区切られています。区切り文字以降の画像データをLoadFromBytesメソッドの引数に渡します。

private void Snap()
{
    var command = "\x16\x4D\x0DIMGSNP1L;IMGSHP.";
    var commandBytes = ConvertStringToByteArray(command);

    var data = serialPortModel.Query(commandBytes);
    var index = data.ToList().FindIndex(x => x == 29);

    if (data == null || data.Length < index)
    {
        return;
    }

    var length = data.Length - index;
    var imageData = new byte[length];
    Array.Copy(data, index + 1, imageData, 0, imageData.Length - 1);
    ImageCapture = LoadFromBytes(imageData);
}

GitHub上にサンプルのソースコードを公開しています。ソースコードのダウンロードが可能ですので、Honeywell製のバーコードリーダーをお持ちの方はぜひ実行してみてください。

サンプルコードダウンロード