【正文】 （四） iAd 框架iOS ()。（三） Game Kit 框架iOS Kit框架()。 Cocoa Touch層包含的框架（一） Address Book UI 框架Address Book UI 框架()是一套ObjectiveC的編程接口，可以顯示創(chuàng)建或者編輯聯(lián)系人的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)界面。用戶可以使用點(diǎn)對點(diǎn)連接啟動與某個鄰近設(shè)備的通訊會話，也可用它實(shí)現(xiàn)多種多玩家游戲的常見特性。這樣，用戶就可以在iPad和桌面計算機(jī)來回移動文件。類，它定義了所有手勢識別器的基本行為。將手勢識別器綁定到視圖后，開發(fā)者可以告訴它某個手勢發(fā)生的時候執(zhí)行何種動作。一旦某個通知被安排好后，系統(tǒng)會負(fù)責(zé)通知發(fā)送。當(dāng)有重要的事件發(fā)生時，后臺應(yīng)用程序可以利用本地通知獲得用戶關(guān)注。第二，開發(fā)者需要提供一個服務(wù)器端進(jìn)程用于產(chǎn)生最初的通知。這樣用戶就知道他們應(yīng)該打開應(yīng)用程序接收相關(guān)信息。如需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)，應(yīng)用程序應(yīng)在待保護(hù)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建和管理方式下一些功夫。這就要求在應(yīng)用程序委托中實(shí)現(xiàn)一些新的方法以響應(yīng)程序的狀態(tài)切換。不管應(yīng)用程序是被掛起還是在后臺運(yùn)行，支持多任務(wù)不需要付出額外的工作。盡管應(yīng)用程序進(jìn)入后臺就會被掛起，但可以通過下述的技術(shù)讓其在后臺繼續(xù)運(yùn)行[27]： 應(yīng)用程序可以請求一定的時間完成某些重要的任務(wù)。 Cocoa Touch層高級特性（一） 多任務(wù)如果應(yīng)用程序構(gòu)建于iPhone SDK （且運(yùn)行于iOS ），則點(diǎn)擊Home鍵的時候，應(yīng)用程序不會結(jié)束，而是切換到后臺。通過選擇Help Developer Documentation就可以看到參考庫?？梢酝ㄟ^ Instruments 收集應(yīng)用程序運(yùn)行時的行為信息，并利用這些信息來確認(rèn)可能存在的問題。Xcode還集成了許多其他工具，它是開發(fā)過程中使用到的主要應(yīng)用程序；Interface BuilderSDK包含如下重要組件[26]：（一） Xcode工具提供iOS應(yīng)用程序開發(fā)工具，包括Xcode，Interface Builder，Instruments。除了使用框架，蘋果公司還通過標(biāo)準(zhǔn)共享庫的形式來發(fā)布某些技術(shù)。圖 iOS層級圖 iPhone SDK簡介在使用Intel芯片的Macintosh計算機(jī)開發(fā)iOS應(yīng)用程序所需的全部接口、工具以及資源全都包含于iPhone SDK。高層框架為底層構(gòu)造提供面向?qū)ο蟮某橄?。比如，iPad和iPod touch不能打開包含電話號碼的URL但是iPhone則可以。iOS的應(yīng)用程序不能直接訪問硬件，而需要和系統(tǒng)接口進(jìn)行交互。 iOS開發(fā)平臺簡介iOS是運(yùn)行于iPhone、iPod touch以及 iPad設(shè)備的操作系統(tǒng)，它管理設(shè)備硬件并為手機(jī)本地應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)技術(shù)。：圖 文字識別模塊流程圖 拍照識別模塊設(shè)計該模塊是在QR碼識別和文字識別均失敗的情況下，會讓用戶選擇是否拍攝整張圖片，發(fā)送給服務(wù)器進(jìn)行識別，步驟如下：將攝像頭模式從攝像切換成拍照，同時隱藏系統(tǒng)默認(rèn)的切換動效，這樣用戶就不會感覺出不一樣的體驗(yàn)了； 停止QR碼識別進(jìn)程，停止QR碼識別周期定時器，釋放相關(guān)資源；停止文字識別進(jìn)程，停止文字識別周期定時器，釋放相關(guān)資源；用戶點(diǎn)擊拍照，通過NSCamera接口獲取照片，同時將該照片在視圖上縮小，顯示一個動畫效果；網(wǎng)絡(luò)請求模塊將圖片的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存入請求的body中，發(fā)送給服務(wù)器； 服務(wù)器返回識別后的json數(shù)據(jù)；通過第三方j(luò)son庫解析步驟6返回的json數(shù)據(jù)，并輸出。 ：圖 圖像預(yù)處理模塊流程圖 QR碼識別模塊設(shè)計當(dāng)程序執(zhí)行到QR碼識別模塊時，說明已經(jīng)得到了清晰的QR碼圖像，現(xiàn)在可以開始進(jìn)行譯碼，在第二章中已經(jīng)詳細(xì)敘述了QR碼的編碼過程，就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制流，然后將二進(jìn)制流轉(zhuǎn)換為條碼的符號矩陣，那么譯碼就是反其道而行之：首先通過前面圖像識別得到的條碼矩陣，將該條碼矩陣轉(zhuǎn)換位二進(jìn)制流，然后通過糾錯機(jī)制來糾正和替換二進(jìn)制流當(dāng)中的錯誤和拒讀信息，直到數(shù)據(jù)長度到達(dá)糾錯的規(guī)定長度，這樣我們就得到了正確的條碼信息的二進(jìn)制流。：圖 陀螺儀控制模塊流程圖 圖像采集模塊設(shè)計圖像采集模塊主要是進(jìn)行圖像采集，步驟為：當(dāng)手機(jī)加速度靜止時間超過2秒時，將手機(jī)當(dāng)前狀態(tài)置為靜止；判斷當(dāng)前手機(jī)是否具有自動對焦模塊，如果有的話自動對焦；啟動定時器NSTimer，設(shè)定一個單位時間間隔T，每隔時間T，從當(dāng)前返回的視頻流當(dāng)中取一幀圖像，載入內(nèi)存臨時保存，同時拋棄其他返回的圖像幀，以節(jié)省內(nèi)存； 判斷該圖像幀是否已經(jīng)對焦，曝光值是否準(zhǔn)確，如果是清晰圖像，則停止計時器，將該圖片發(fā)送至圖像預(yù)處理模塊，等待處理結(jié)果，如果返回識別失敗，則重啟計時器，重新開始步驟2。（三） 沒有識別出條碼，也沒有識別出文字區(qū)域提示用戶本地識別失敗，用戶可以點(diǎn)擊拍照按鈕，將整張圖片上傳服務(wù)端進(jìn)行識別，服務(wù)端返還二維碼和文字識別結(jié)果。其中腐蝕和開運(yùn)算的結(jié)構(gòu)元素選為以中心為原點(diǎn)的3x3矩陣，分別為[24]：000101010 010101110，可采用形態(tài)學(xué)方法消除影響進(jìn)一步梯度特征的因素，背景圖像經(jīng)腐蝕后，變成少量的噪聲的圖像，而且濾除了毛邊，使二維條碼圖像的梯度特征更加明顯，運(yùn)算結(jié)果如圖38所示：圖 二值形態(tài)濾波后QR照片 本章小結(jié)本章首先對圖像預(yù)處理作了一個簡介，提出了在識讀QR碼過程中會遇到的一些問題，比如噪聲太大，QR碼主體不明顯，QR碼扭曲和旋轉(zhuǎn)等等，然后針對這些問題探討了圖像預(yù)處理的算法：圖像灰度化、圖像二值化、圖像校正、圖像濾波等等，并提出了兩次進(jìn)行二值化處理的優(yōu)化算法流程，通過對一張iPhone手機(jī)拍攝的辨認(rèn)難度較高的圖片逐步進(jìn)行處理，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該算法具有很強(qiáng)的可用性。開運(yùn)算可以消除圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的顆粒噪聲，閉運(yùn)算可以填充比結(jié)構(gòu)元素小的孔洞。六、如果d d1，d d2，同步驟五，進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)。在二維條碼傾角為零，即完全扶正的情況下，二維條碼的投影寬度最小。哈夫變換就是把在圖像空間中的直線檢測問題 轉(zhuǎn)換到參數(shù)空間罩對應(yīng)點(diǎn)的檢測問題，通過在參數(shù)空間里進(jìn)行簡單的累加統(tǒng)計完 成檢測任務(wù)。由此可知在圖像空間中共線的點(diǎn)對應(yīng)在參數(shù)空間里相交的線。利用哈夫變換還可以直接分割 出某些己知形狀的目標(biāo)，并有可能確定邊界到亞像素精度。這樣記錄下二維條碼的邊界，然后對二值化之前的灰度圖進(jìn)行裁減，去掉多余的部分，可以有效減小圖像處理的時間消耗，同時也可以去除一些噪聲和污點(diǎn)的影響。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于正確地選擇閾值。二值圖像具有存儲空間小，處理速度快等特點(diǎn)，可以方便地對圖像進(jìn)行布爾運(yùn)算，更重要的是二值圖像可以比較容易地獲取目標(biāo)區(qū)域的幾何特征或其他特性，比如描述目標(biāo)區(qū)域的邊界，獲取目標(biāo)區(qū)域的位置和大小等等。 圖像二值化二值化圖像是指整幅畫面內(nèi)僅黑(灰度值為0) 白(灰度值為1) 二值的圖像。假設(shè)連續(xù)圖像D(x，y)，它平滑地從中心的高灰度級變化到邊沿的低灰度級。而QR碼是按照黑白方式打印的，所以對于識讀條碼的過程而言，彩色圖像的信息是沒有什么意義的，因此把彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，將會大大降低識別運(yùn)算時間，同時也可以節(jié)省內(nèi)存的開支。QR碼圖像的識別基本思路是首先要對采集的彩色圖像進(jìn)行灰度化，然后用適當(dāng)?shù)拈撝礣對灰度圖像進(jìn)行二值化，得到二值圖像。 圖像處理簡介QR碼的圖像預(yù)處理是QR解碼的前置步驟，直接關(guān)系到解碼的成功率，因?yàn)橥ㄟ^iPhone手機(jī)攝像頭獲取的圖片，在大多數(shù)情況下不會是標(biāo)準(zhǔn)而清晰的QR碼圖像，主要有這樣幾個特征：一是除了QR圖像主體以外，可能還會有一些雜質(zhì)，需要過濾掉；二是圖像噪聲可能較高，或者圖像不清晰，造成識別難度；三是圖像會被拉伸、扭曲、旋轉(zhuǎn)等等，需要將QR碼圖像還原然后進(jìn)行識別。若該碼字?jǐn)?shù)量小于符號的碼字容量，則在最終的碼字后補(bǔ)0（剩余位）以填滿整個符號。糾錯碼字是數(shù)據(jù)碼字被糾錯碼多項式g(x)除得的余數(shù)。若在GF(p)中，某一元素a的級為p一1，則稱a為本原域元素。 QR碼的糾錯碼生成算法中，多項式的運(yùn)算采用模2算法和字節(jié)的模100011 101算法。表 混合模式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)段1段2……段n模式指示符1字符指示符1數(shù)據(jù)模式指示符2字符指示符2數(shù)據(jù)……模式指示符n字符指示符n數(shù)據(jù)（6） 結(jié)構(gòu)連接模式結(jié)構(gòu)鏈接模式用于把一個數(shù)據(jù)文件分開表示為多個QR碼符號的序列，要求所有的符號可以識讀并且數(shù)據(jù)可以按正確的順序重新建立，每個符號都要有一個結(jié)構(gòu)鏈接頭，以標(biāo)識這個序列的長度及該符號在其中的位置，并且檢驗(yàn)是否所有識讀的符號屬于同一個文件。 若符號所余的容量不足4位時，截斷終止符。將輸入數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后在二進(jìn)制數(shù)據(jù)前添加模式指示符、中國漢字子集指示符和字符計數(shù)指示符。表 字母數(shù)字模式編碼表字符值字符值字符值字符值字符值字符值0088G16O24W32+401199H17P25X334122A10I18Q26Y34.4233B11J19R27Z35*4344C12K20S28SP36:4455D13L21T29$3766E14M22U30%3877F15N23V31*39（3） 8位字節(jié)模式編碼輸入數(shù)據(jù)的每個字符依照ASCII字符集轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。將每組中的前面字符的值乘以45與第二個字符值相加，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為11位二進(jìn)制數(shù)。分別轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，即000111101l，0111001000， 1100010101，0000。若輸入的數(shù)據(jù)位數(shù)不是3的整數(shù)倍，所余的l位或2位分別轉(zhuǎn)換成4位或7位二進(jìn)制數(shù)。再將位流轉(zhuǎn)換為一個碼字流，即每8位構(gòu)成一個字節(jié)，根據(jù)版本和糾錯等級以及輸入數(shù)據(jù)大小，選擇是否要交替添加填充碼字11101100和00010001，將數(shù)據(jù)位流擴(kuò)展，以填充數(shù)據(jù)容量。此外，還需根據(jù)需要選擇相應(yīng)的糾錯等級提高符號的可靠性。6位數(shù)據(jù)位是版本信息，第l位是最高位。（7） 空白區(qū) 空白區(qū)為環(huán)繞在符號周圍的4個模塊寬的區(qū)域，其反色率應(yīng)與淺色模塊相同。它們的作用是確定符號的密度和版本，提供確定模塊坐標(biāo)的基準(zhǔn)位置。[8]。每個位置探測圖形可以看作是由3個重疊的同心正方形組成，它們分別為7x7個深色模塊、5x5個淺色模塊、3x3個深色模塊。（8） 擴(kuò)充解釋（可選）這種方式使符號可以表示缺省字符集以外的數(shù)據(jù)（如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希臘字母等），以及其它數(shù)據(jù)解釋（如用一定的壓縮方式表示的數(shù)據(jù)）或者根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)的需要進(jìn)行編碼。（4） 符號的數(shù)據(jù)字符數(shù)：① 每種符號的數(shù)據(jù)字符數(shù)如下面所列：② 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)7089個字符；③ 字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)4296個字符；④ 8位字節(jié)數(shù)據(jù)2953個字符；⑤ 中國漢字?jǐn)?shù)據(jù)1817個字符。它們的作用是確定符號的密度和版本， 提供決定模塊坐標(biāo)的基準(zhǔn)位置。 QR碼基本特征在每個位置探測圖形和編碼區(qū)域之間有寬度為一個模塊的分隔符，全部由淺色模塊組成。尋像圖像包括3個相同位置探測圖形，分別位于符號的左上角、右上角和左下角，每個位置探測圖形可以看作是由3個重疊的同心的正方形組成，它們分別為7x7個深色模塊、5x5個淺色模塊和 3x3個深色模塊，用于確定QR碼符號圖像的位置，每個位置探測圖形和編碼區(qū)域之間寬度為1個模塊的分隔符，全部由淺色模塊組成。每個QR碼符號是由正方形模塊組成的一個正方形陣列構(gòu)成，它由編碼區(qū)域和包括尋像圖形、分隔符、定位圖像和校正圖像在內(nèi)的功能圖像組成，功能圖像不用于數(shù)據(jù)編碼，符號四周為空白區(qū)。 第六章是總結(jié)和展望。第五章是基于iOS平臺的QR碼識別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。研究了圖像預(yù)處理的算法，然后討論了圖像的旋轉(zhuǎn)算法和矯正算法。本文主要研究QR Code二維碼的識別及應(yīng)用，包括條碼圖像的采集、條碼識別和應(yīng)用、糾錯編譯碼等各個部分，用iPhone手機(jī)攝像頭在自然光環(huán)境下采集圖像，從得到的噪聲較高的圖像分離出QR碼并進(jìn)行識別并給出結(jié)果，并且可以根據(jù)該結(jié)果自動從服務(wù)端請求相關(guān)的搜索信息。在移動訂票業(yè)務(wù)中，采用手機(jī)電子回執(zhí)充當(dāng)“電子票”，可以取消紙質(zhì)票的人工配送環(huán)節(jié)。此外，圖書館借閱 廳的電腦系統(tǒng)也與二維碼讀碼器實(shí)現(xiàn)了連接。除了雜志和 報紙，二維條碼還被印在名片、戶外廣告牌、優(yōu)惠券和產(chǎn)品包裝等介質(zhì)之上。2003年，日本電信運(yùn)營商KDDI首先推出手機(jī)二維碼業(yè)務(wù)。消費(fèi)者如果有購票的需求，可通過上網(wǎng)等方式查找相關(guān)的票務(wù)信息，然后可根據(jù)相關(guān)信息發(fā)短信至售票系統(tǒng)，再按提示進(jìn)行手機(jī)支付。二維碼技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代術(shù)，目前二維碼已經(jīng)是一項非常成熟的技術(shù)，并有許多國家開始應(yīng)用這項技術(shù)[5]。QR Code的超高速識讀特性使它能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線管理等領(lǐng)域。具有代表性的矩陣碼如QR CODE、 DATA MATRIX等[3]。但由于行數(shù)的增加，行的鑒定、譯碼算法 與軟件不完全相同于一維條碼。二維條碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達(dá)信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息。本課題研究來源于國內(nèi)某互聯(lián)網(wǎng)公司基于iOS平臺的搜索類應(yīng)用，該應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)圖像識別功能模塊，結(jié)合強(qiáng)大的服務(wù)端和本地圖像處理庫，對文字和條形碼進(jìn)行識別。 條碼識別應(yīng)用為用戶使用手機(jī)上網(wǎng)提供了極大便利，省去了輸入較長地址的麻煩，同時也可直接進(jìn)入自己想看的網(wǎng)頁，節(jié)省了上網(wǎng)的費(fèi)用。在國內(nèi) 外，已經(jīng)開始了通過手機(jī)拍照對物品條碼識別的研究與應(yīng)用。在有限的幾何空間內(nèi)印刷大量的信息，這一問題的解決可用兩種方法：一是在一維條碼的基礎(chǔ)上向二維條碼方向發(fā)展，采用行排式結(jié)構(gòu)，把幾層一維條碼疊在一起，如PDF417，Code 49條碼等；二是利用圖像識別原理，采用新的幾何圖像和結(jié)構(gòu)設(shè)計出二維條