バーコードリーダー

1. アプリ概要

画像ファイルまたはWebカメラからpyzbarでバーコード・QRコードを読み取り内容を表示するツール。

このアプリはmediaカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）・pyzbar・Pillow、難易度は ★★★ です。

このアプリはこんなときに使います。紙の請求書・商品ラベル・名刺・チケットに印刷された QR やバーコードを、画像ファイルや Web カメラから読み取って台帳化したいとき。在庫管理やイベント受付の入口を、スマホアプリに頼らず自前 PC で完結させたいとき——そんな場面で役立ちます。pyzbar の読み取り部分は、レジ・図書管理・受付システムなど「コードをスキャンして処理する」アプリすべてに使い回せる土台になります。

pyzbar でつまずきやすい点が3つあります。① Windows で Unable to find zbar shared library と出る: pyzbar は内部でネイティブの ZBar ライブラリを必要とします（Linux なら apt install libzbar0、Windows は同梱 DLL の配置確認）。② 読み取れない画像が多い: 解像度不足・傾き・低コントラストが原因です。OpenCV でグレースケール化＋二値化してから decode() に渡すと成功率が上がります。③ 日本語データが文字化けする: decode() の結果は bytes なので、result.data.decode('utf-8') で明示的に文字列へ変換します。

慣れたら、こう応用できます。cv2.VideoCapture のフレームをループで decode() に投入すれば Web カメラのリアルタイム連続読み取りになります。読み取った値を CSV や SQLite に追記すれば在庫台帳に、複数コードの同時検出も decode() がリストを返すので自然に対応できます。QR を作る側は QRコードジェネレーター、画像処理の基礎は Pythonライブラリ一覧 の Pillow・OpenCV 解説も参考にしてください。

2. 機能一覧

• 「▶ カメラ起動」ボタン（_start_camera()）・「⏹ 停止」ボタン（_stop_camera()）・「📂 画像ファイルを読み込む」ボタン（_from_file()）・「🗑 履歴クリア」ボタン（_clear()）で操作
• イベント <<TreeviewSelect>> から _on_select() を実行
• ttk.Treeview による表形式の一覧表示
• filedialog.askopenfilename() によるファイル選択ダイアログ
• messagebox.showerror() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「バーコード・QRコードリーダー」・サイズ 860x580 で起動

3. 事前準備・環境

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は必要なライブラリ（pip install）を入れれば動作する想定ですが、未検証です。

• Python 3.10 以上
• OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

インストールが必要なライブラリ

pip install pyzbar opencv-python pillow

4. 完全なソースコード

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox, filedialog
import threading

try:
    import cv2
    CV2_AVAILABLE = True
except ImportError:
    CV2_AVAILABLE = False

try:
    from pyzbar import pyzbar
    PYZBAR_AVAILABLE = True
except ImportError:
    PYZBAR_AVAILABLE = False

try:
    from PIL import Image, ImageTk
    PIL_AVAILABLE = True
except ImportError:
    PIL_AVAILABLE = False


class App076:
    """バーコード・QRコードリーダー"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("バーコード・QRコードリーダー")
        self.root.geometry("860x580")
        self.root.configure(bg="#1e1e1e")
        self._cap = None
        self._running = False
        self._results = []
        self._build_ui()
        self.root.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self._on_close)

    def _build_ui(self):
        header = tk.Frame(self.root, bg="#252526", pady=6)
        header.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(header, text="🔲 バーコード・QRコードリーダー",
                 font=("Noto Sans JP", 12, "bold"),
                 bg="#252526", fg="#4fc3f7").pack(side=tk.LEFT, padx=12)

        missing = []
        if not CV2_AVAILABLE:   missing.append("opencv-python")
        if not PYZBAR_AVAILABLE: missing.append("pyzbar")
        if not PIL_AVAILABLE:   missing.append("Pillow")
        if missing:
            tk.Label(self.root,
                     text=f"⚠ 必要ライブラリ: pip install {' '.join(missing)}",
                     bg="#fff3cd", fg="#856404", font=("Arial", 9),
                     anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X)

        # コントロール
        ctrl = tk.Frame(self.root, bg="#2d2d2d", pady=6)
        ctrl.pack(fill=tk.X)

        tk.Label(ctrl, text="カメラ:", bg="#2d2d2d", fg="#ccc",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        self.cam_var = tk.IntVar(value=0)
        ttk.Spinbox(ctrl, from_=0, to=9, textvariable=self.cam_var,
                    width=4).pack(side=tk.LEFT)
        tk.Button(ctrl, text="▶ カメラ起動", command=self._start_camera,
                  bg="#1565c0", fg="white", relief=tk.FLAT,
                  font=("Arial", 11), padx=12, pady=4,
                  activebackground="#0d47a1", bd=0).pack(side=tk.LEFT, padx=8)
        tk.Button(ctrl, text="⏹ 停止", command=self._stop_camera,
                  bg="#3c3c3c", fg="white", relief=tk.FLAT,
                  font=("Arial", 11), padx=12, pady=4,
                  activebackground="#505050", bd=0).pack(side=tk.LEFT, padx=2)
        ttk.Button(ctrl, text="📂 画像ファイルを読み込む",
                   command=self._from_file).pack(side=tk.LEFT, padx=8)
        ttk.Button(ctrl, text="🗑 履歴クリア",
                   command=self._clear).pack(side=tk.RIGHT, padx=8)

        # メインエリア
        main = tk.Frame(self.root, bg="#1e1e1e")
        main.pack(fill=tk.BOTH, expand=True, padx=8, pady=4)

        # 左: カメラプレビュー
        left = tk.Frame(main, bg="#1e1e1e")
        left.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.BOTH, expand=True)
        tk.Label(left, text="カメラプレビュー", bg="#1e1e1e", fg="#888",
                 font=("Arial", 9)).pack(anchor="w")
        self.canvas = tk.Canvas(left, bg="#0d1117", width=480,
                                 highlightthickness=0)
        self.canvas.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self._tk_img = None

        # 右: 読み取り結果
        right = tk.Frame(main, bg="#1e1e1e", width=300)
        right.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.Y, padx=(8, 0))
        right.pack_propagate(False)
        tk.Label(right, text="読み取り結果", bg="#1e1e1e", fg="#888",
                 font=("Arial", 9)).pack(anchor="w")

        cols = ("type", "data")
        self.tree = ttk.Treeview(right, columns=cols, show="headings", height=18)
        self.tree.heading("type", text="種別")
        self.tree.heading("data", text="データ")
        self.tree.column("type", width=70,  anchor="center")
        self.tree.column("data", width=210, anchor="w")
        tsb = ttk.Scrollbar(right, command=self.tree.yview)
        self.tree.configure(yscrollcommand=tsb.set)
        tsb.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        self.tree.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.tree.bind("<<TreeviewSelect>>", self._on_select)

        # 詳細テキスト
        tk.Label(right, text="詳細", bg="#1e1e1e", fg="#888",
                 font=("Arial", 8)).pack(anchor="w")
        self.detail_text = tk.Text(right, height=4, bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                                    font=("Arial", 9), relief=tk.FLAT,
                                    state=tk.DISABLED)
        self.detail_text.pack(fill=tk.X)

        self.status_var = tk.StringVar(value="カメラを起動するか画像ファイルを開いてください")
        tk.Label(self.root, textvariable=self.status_var,
                 bg="#252526", fg="#858585", font=("Arial", 9),
                 anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X, side=tk.BOTTOM)

    # ── カメラ ──────────────────────────────────────────────
    def _start_camera(self):
        if not CV2_AVAILABLE or not PYZBAR_AVAILABLE or not PIL_AVAILABLE:
            messagebox.showerror("エラー", "pip install opencv-python pyzbar Pillow")
            return
        if self._running:
            return
        cap = cv2.VideoCapture(self.cam_var.get())
        if not cap.isOpened():
            messagebox.showerror("エラー", "カメラを開けませんでした")
            return
        self._cap = cap
        self._running = True
        self.status_var.set("カメラ起動中...")
        threading.Thread(target=self._camera_loop, daemon=True).start()

    def _stop_camera(self):
        self._running = False
        if self._cap:
            self._cap.release()
            self._cap = None
        self.status_var.set("停止")

    def _camera_loop(self):
        seen = set()
        while self._running and self._cap:
            ret, frame = self._cap.read()
            if not ret:
                break
            # デコード
            decoded = pyzbar.decode(frame)
            for obj in decoded:
                data = obj.data.decode("utf-8", errors="replace")
                code_type = obj.type
                key = (code_type, data)
                if key not in seen:
                    seen.add(key)
                    self.root.after(0, self._add_result, code_type, data)
                # 枠描画
                pts = obj.polygon
                if len(pts) == 4:
                    import numpy as np
                    pts_arr = [(p.x, p.y) for p in pts]
                    for i in range(4):
                        cv2.line(frame, pts_arr[i], pts_arr[(i+1)%4],
                                  (0, 255, 0), 2)
                cv2.putText(frame, f"{code_type}: {data[:20]}",
                             (obj.rect.left, obj.rect.top - 10),
                             cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 255, 0), 1)

            # 表示
            frame_rgb = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
            img = Image.fromarray(frame_rgb)
            self.canvas.update_idletasks()
            cw = max(1, self.canvas.winfo_width())
            ch = max(1, self.canvas.winfo_height())
            img.thumbnail((cw, ch), Image.NEAREST)
            tk_img = ImageTk.PhotoImage(img)
            self.root.after(0, self._update_canvas, tk_img)

    def _update_canvas(self, tk_img):
        self._tk_img = tk_img
        self.canvas.delete("all")
        cw = self.canvas.winfo_width()
        ch = self.canvas.winfo_height()
        self.canvas.create_image(cw//2, ch//2, image=tk_img, anchor="center")

    # ── ファイル読み込み ─────────────────────────────────────
    def _from_file(self):
        if not CV2_AVAILABLE or not PYZBAR_AVAILABLE:
            messagebox.showerror("エラー", "pip install opencv-python pyzbar")
            return
        path = filedialog.askopenfilename(
            filetypes=[("画像", "*.png *.jpg *.jpeg *.bmp *.gif"),
                       ("すべて", "*.*")])
        if not path:
            return
        try:
            frame = cv2.imread(path)
            if frame is None:
                messagebox.showerror("エラー", "画像を読み込めませんでした")
                return
            decoded = pyzbar.decode(frame)
            for obj in decoded:
                data = obj.data.decode("utf-8", errors="replace")
                self._add_result(obj.type, data)
                pts = obj.polygon
                if len(pts) == 4:
                    pts_arr = [(p.x, p.y) for p in pts]
                    for i in range(4):
                        cv2.line(frame, pts_arr[i], pts_arr[(i+1)%4],
                                  (0, 255, 0), 2)
            # プレビュー表示
            if PIL_AVAILABLE:
                frame_rgb = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
                img = Image.fromarray(frame_rgb)
                self.canvas.update_idletasks()
                cw = max(100, self.canvas.winfo_width())
                ch = max(100, self.canvas.winfo_height())
                img.thumbnail((cw, ch), Image.LANCZOS if hasattr(Image, "LANCZOS") else Image.ANTIALIAS)
                tk_img = ImageTk.PhotoImage(img)
                self._tk_img = tk_img
                self.canvas.delete("all")
                self.canvas.create_image(cw//2, ch//2, image=tk_img, anchor="center")
            count = len(decoded)
            self.status_var.set(f"読み取り完了: {count} 件検出")
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _add_result(self, code_type, data):
        self._results.append((code_type, data))
        self.tree.insert("", tk.END, values=(code_type, data[:60]))
        self.tree.see(self.tree.get_children()[-1])
        self.status_var.set(f"検出: [{code_type}] {data[:40]}")

    def _on_select(self, _=None):
        sel = self.tree.selection()
        if not sel:
            return
        idx = self.tree.index(sel[0])
        if idx < len(self._results):
            code_type, data = self._results[idx]
            self.detail_text.configure(state=tk.NORMAL)
            self.detail_text.delete("1.0", tk.END)
            self.detail_text.insert("1.0", f"種別: {code_type}\n\n{data}")
            self.detail_text.configure(state=tk.DISABLED)

    def _clear(self):
        self._results.clear()
        self.tree.delete(*self.tree.get_children())
        self.detail_text.configure(state=tk.NORMAL)
        self.detail_text.delete("1.0", tk.END)
        self.detail_text.configure(state=tk.DISABLED)

    def _on_close(self):
        self._stop_camera()
        self.root.destroy()


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App076(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

バーコード・QRコードリーダーのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

1. 1
   ファイルを作成する

   新しいファイルを作成して app076.py と保存します。外部ライブラリ PIL・cv2・numpy・pyzbar を使います。先に pip install Pillow opencv-python numpy pyzbar を実行してください。（import 名と pip のパッケージ名が異なる点に注意：PIL は Pillow・cv2 は opencv-python でインストールします）

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App076 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("バーコード・QRコードリーダー")・geometry("860x580")・configure(bg="#1e1e1e") をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame×5・tk.Label×7・ttk.Spinbox・tk.Button×2・ttk.Button×2・tk.Canvas・ttk.Treeview・ttk.Scrollbar・tk.Text を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（_start_camera()・_stop_camera()・_from_file()・_clear()）につなぎます。bind("<<TreeviewSelect>>", ...) の登録も忘れずに。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である _update_canvas()（6行）・_add_result()（5行）・_from_file()（40行）など を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app076.py で起動し、各ボタンが反応することを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は全アプリ共通の定型課題です）。

1. 課題1：同じコードを二重に登録しない

   同じ QR コードの画像を続けて読み込むと、右の一覧に同じ行が何度も増えます。カメラ側は _camera_loop() の中の seen で重複を避けていますが、画像ファイルからの読み取りには同じ仕組みがありません。登録の入口で重複を弾きます。

   期待結果：同じ画像を2回続けて読み込んでも、右の一覧に増える行は1行だけになる（いまは2行に増える）。

   合格条件

   • 種別かデータのどちらかが違うコードは、今までどおり別の行として増える
   • 「🗑 履歴クリア」のあとは、同じコードをもう一度登録できる
   • 重複を捨てたときも、下のステータス欄で読み取れたことが分かる

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは _add_result() の1か所です。カメラ（_camera_loop()）と画像ファイル（_from_file()）は、どちらもここを通って一覧に行を足しています。
   ヒント②（使うもの）: self._results には (種別, データ) のタプルが溜まっているので、if (code_type, data) in self._results: で判定可能です。_clear() が self._results.clear() を呼ぶため、履歴クリア後はまた登録できます。
   つまずきやすい点: _camera_loop() の seen はメソッドの中だけの変数で、「⏹ 停止」から「▶ カメラ起動」でやり直すと空に戻ります。_add_result() 側で判定すれば、カメラを起動し直したときも重複しません。

2. 課題2：読み取った時刻を一覧に出す

   いまの一覧は「種別」と「データ」の2列だけで、いつ読み取ったのかが分かりません。3列目に読み取り時刻を足します。

   期待結果：画像を読み込むと一覧が「種別・データ・時刻」の3列になり、時刻の列に 14:05:33 のような値が入る。

   合格条件

   • 一覧の行をクリックすると、下の「詳細」欄が今までどおり種別とデータを表示する
   • カメラから読み取った行にも時刻が入る
   • 「🗑 履歴クリア」でこれまでどおり全部消える

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは _build_ui()・_add_result()・_on_select() の3か所です。列の定義は _build_ui() の cols = ("type", "data") と、その下の heading()・column() の指定です。
   ヒント②（使うもの）: 先頭の import に from datetime import datetime を足し、datetime.now().strftime("%H:%M:%S") で時刻の文字列を作ります。
   つまずきやすい点: _on_select() は code_type, data = self._results[idx] と2つ組で受け取っています。3つ組を入れるとここが ValueError になるので、受け取る変数も増やしてください。右側のフレームは width=300 と pack_propagate(False) で幅が固定されているため、既存の width=210 を狭めないと新しい列が見切れます。

3. 課題3：保存機能の追加

   処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。

「QRコード」は株式会社デンソーウェーブの登録商標です。