【正文】 程序所必須的工具和 API[4]。描述如下： ? 應(yīng)用層 ：包括由系統(tǒng)默認(rèn)提供了桌面、聯(lián)系人、 通話、瀏覽器等基礎(chǔ)應(yīng)用，以及由廣大開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)、可下載安裝的拓展應(yīng)用。 ? 應(yīng)用框架層 ：應(yīng)用開(kāi)發(fā)基本的 API，提供包管理、通話管理、資源管理、位置管理、通知管理、 Activity 管理，窗口管理、內(nèi)容提供設(shè)施、視力系統(tǒng)。提供 SGL 底層 2D 繪圖引擎，安全套接層，嵌入式標(biāo)準(zhǔn) C庫(kù)， OpenGL 3D 繪圖， FreeType 字體，瀏覽器核心，用戶空間顯示管理，媒體框架，以及輕量級(jí) SQLite 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。核心包包含了在 Java 開(kāi)發(fā)中常用的類庫(kù)如 IO、 Utility等； Dalvik 虛擬機(jī)類似 JVM，同樣也是專為 Android 定制，針對(duì)手持設(shè)備，在存儲(chǔ)、計(jì)算以及功耗等方面作了格外優(yōu)化。 Android 平臺(tái)本地應(yīng)用的開(kāi)發(fā) 同 PC 上應(yīng)用的部署模式一樣， Android 應(yīng)用 也可有純本地應(yīng)用， C/S 模式 和 B/S 模式。 此外 ，具有數(shù)據(jù)同步功能的本地應(yīng)用模式，在聯(lián)系人、日歷、電子郵件等核心應(yīng)用中都有體現(xiàn)。 Java 代碼被編譯成字節(jié)碼，再被編譯成 .dex 可執(zhí)行文件 ， 以在 Dalvik 虛擬機(jī)上高效運(yùn)行。 每個(gè)組件以類的形式存在。 Activity 負(fù)責(zé)呈現(xiàn)用戶界面并與用戶交互； Service 運(yùn)行在后臺(tái)，負(fù)責(zé)處理耗時(shí)操作，或是為服務(wù)遠(yuǎn)程進(jìn)程； Content Provider 負(fù)責(zé)管理可被共享的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)； Broadcast receiver 則能響應(yīng)系統(tǒng)級(jí)的廣播消息。一個(gè) Activity 可以調(diào)用另一個(gè) Activity 或 Service； Service 可在 Activity 結(jié)束之后關(guān)閉，或繼續(xù)運(yùn)行。不同于其他的系統(tǒng)， Android 應(yīng)用程序沒(méi)有唯一的入口（比如就沒(méi)有 main()函數(shù)） [6]。 C、 C++則直接運(yùn)行于硬件之上，能充分發(fā)揮硬件的性能。 1） JNI（ Java Native Interface） JNI， Java 本地接口，是一個(gè)允許運(yùn)行在 Java 虛擬機(jī)上的 Java 代碼調(diào)用本地代碼或被本地代碼調(diào)用的應(yīng)用編程框架。它定義了可管理代碼（用 Java 語(yǔ)言寫(xiě)成）與本地代碼交互的方法。 2） JNA（ Java Native Access） JNA， Java 本地訪問(wèn)， 是 SUN 公司主導(dǎo) 研 發(fā)的，建立在經(jīng)典的 JNI 的基礎(chǔ)之上的一個(gè) 開(kāi)源 框架。 JNA 的設(shè)計(jì)就是為了提供一種自然的方式、以最少的工作量實(shí)現(xiàn)對(duì)本地代碼的訪問(wèn)。 JNA堪比 Window的 P/Invoke和 Python 的 ctype。據(jù) Android 開(kāi)源項(xiàng)目參與者 fadden 回答：第一是因?yàn)樾阅懿蝗?JNI，在對(duì)性能要求高的應(yīng)用中人們更傾向于使用 JNI；第二是因?yàn)槭褂肑ava 和公開(kāi)的 API 來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用更有利用應(yīng)用程序自身和 Android 的發(fā)展；第三是 JNA 遵循的是 LGPL 許可，將它放入 Android 官方發(fā)行會(huì)帶來(lái)許可問(wèn)題。 JNA 源代碼可從 GitHub 獲得 [11]。在其底層，同樣采用的是 JNI，因此所有的 Java 實(shí)現(xiàn)它都支持，包括Android。 JavaCPP 項(xiàng)目的作者 samuel已經(jīng)通過(guò) JavaCPP，為 OpenCV， FFmpeg， libdc1394， PGR FlyCapture， OpenKinect，videoInput， 和 ARToolKitPlus 等圖像庫(kù)生成了完整的接口，集成到了他的開(kāi) 源項(xiàng)目 JavaCV當(dāng)中 [18]。 Android 平臺(tái)數(shù)據(jù)的 存儲(chǔ)與同步 嵌入式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) SQLite SQLite 是一個(gè)包含一個(gè)自包含、無(wú)服務(wù)、零配制、事務(wù)型的 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的軟件庫(kù)。并且， SQLite 的源代碼已經(jīng)進(jìn)入 了公共域，可自由使用 [11]。你所創(chuàng)建的任何數(shù)據(jù)庫(kù)都能被當(dāng)前應(yīng)用中的任何類按名 訪問(wèn)，當(dāng)前應(yīng)用之外的類則不行 [12]。靜 態(tài)類 型下，一個(gè)值的數(shù)據(jù)類型由其容器 —— 該值所存儲(chǔ)在的列 —— 所決定。在 SQLite 中，一個(gè)值的數(shù)據(jù)類型依賴于其值本身而非其 容器。而且， SQLite 中的動(dòng)態(tài)類型能讓它完成傳統(tǒng)類型數(shù)據(jù)庫(kù)所不能完成的工作。它與在 Android 中對(duì)SQLite 的訪問(wèn)密 切相關(guān)。該整數(shù)通常被稱作“ rowid”。如果一個(gè)表已經(jīng)存在了一個(gè)用戶定義的名叫“ rowid”“ oid”或“ _rowid_”的列，則使用這些名字時(shí)，訪問(wèn)的是用戶定義的列；這一整型 rowid 行將不再能被檢索到[15]。該樹(shù)包含了對(duì)每一行的一個(gè)入口，入口地址是一個(gè) 整型主碼 （ INTEGER PRIMARY KEY），或 rowid。搜索某一指定或在某一范圍內(nèi)的 rowid 的行，比相同情況下在其他主碼或索引上搜索，要快一倍 [15]。在實(shí)現(xiàn)上， ListView 的一行（即一個(gè) ListItem）對(duì)應(yīng) Cursor 的一行；據(jù)觀察，Android 為該 ListItem 分配了 id，其值正是“ _id”列的值。 //當(dāng)前列表項(xiàng)的 id int id=。 //獲取適配器為當(dāng)前列表項(xiàng)綁定的 Cursor（或一行記錄） Cursor cursor = (Cursor) getListAdapter().getItem(position)。 (TAG, _id at position + position + , id + id + is + _id)。 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 以上問(wèn)題是困擾作者本人在內(nèi)的許多開(kāi)發(fā)者許久的問(wèn)題。這或許也是做開(kāi)發(fā)的樂(lè)趣之所在。這里不再贅述。 端對(duì)端 WiFi 直連通訊技術(shù) 從 Android （ API 14）開(kāi)始， WiFi 直連通訊技術(shù)允許設(shè)備通過(guò) WiFi 直接（ WiFi Direct）連接，不再需要中間互連點(diǎn)（如無(wú)線路由器或 WiFi 熱點(diǎn)）。 基于該技術(shù)，我們構(gòu)想出了兩種多終端通信方式： 1） C/S 單向同步。鑒于實(shí)驗(yàn)條件不允許，我們僅對(duì)邏輯的實(shí)現(xiàn)作理論的分析。 （ 1） C/S 單向同步 在該同步方式中，指定一臺(tái)設(shè)備作為服務(wù)器，或才最先啟動(dòng)同步服務(wù)的設(shè)備自動(dòng) 作為服務(wù)器；其他設(shè)備作為客戶機(jī)；首先輪流上傳各自的數(shù)據(jù)，服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的新增、更新與合并；然后輪流從服務(wù)器下載最新的數(shù)據(jù)。服務(wù)設(shè)備在用戶的協(xié)助的對(duì)請(qǐng)求設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證，并允許保存身份信息（即配對(duì)）以供下次免認(rèn)證連接。響應(yīng)操作包括：備份同步前的數(shù)據(jù)；新增設(shè)備新增的記錄，緩存設(shè)備的修改和刪除請(qǐng)求并在最后提示 用戶確認(rèn)（修改或刪除），最后標(biāo)記版本。 （ 2）對(duì)等雙向同步 在該同步方式中，設(shè)備間對(duì)等通信，向其他配對(duì)設(shè)備播送自身數(shù)據(jù)的變化，同時(shí)接收與處理其他配對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)變化的通知。 兩種同步方式都希望所有設(shè)備在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)乜捎?，否則每一部設(shè)備上的數(shù)據(jù)都不是嚴(yán)格意義上“最新”的數(shù)據(jù)。 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 3 Android 平臺(tái)上的 車牌識(shí)別 車牌識(shí)別這里特指自動(dòng)車牌識(shí)別，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，從包含車牌的圖像中自動(dòng)探測(cè)到車牌區(qū)域，提取該區(qū)域車牌圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理，使其中的車牌字符適合光學(xué)字符識(shí)別（ OCR）引擎識(shí)別，最后返回完整的車牌號(hào)字符串的過(guò)程。下面對(duì)其分別進(jìn)行描述并加以實(shí)現(xiàn)。 本課題中包含大量的圖像處理，因此我們研究并采用了開(kāi)源圖像處理庫(kù) OpenCV。它在 BSD許可下發(fā)布，學(xué)術(shù)和商業(yè)上均可免費(fèi)使用。該庫(kù)擁有超過(guò) 2500 個(gè)算法的優(yōu)化。使用范圍從交互藝術(shù)到礦物探測(cè)，再到 Web 圖形檢索等領(lǐng)域 [20]。OpenCV 的構(gòu)成如圖 2。它為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域調(diào)查者們常用的庫(kù)提供了封裝。 API。 JavaCV 開(kāi)源項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人 samuel，即前述 JavaCPP 項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。編譯或生成 和 ，作為本項(xiàng)目的引用包；將 和 中所有的庫(kù)文件解壓至項(xiàng)目根目錄下的 libs/armeabi 文件夾中，即完成了對(duì) JavaCV 庫(kù)引用。具體請(qǐng)參照項(xiàng)目主頁(yè)的介紹。 該技術(shù)涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，限于知識(shí)水平，暫不研究。本課題采用基于邊緣檢測(cè)的車牌探測(cè)技術(shù)。 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 4 原始車輛圖像 將原始圖像轉(zhuǎn)化為 灰階 圖像 cvCvtColor(mVehicleImage, vehicleImageGray, CV_BGR2GRAY)。 cvEqualizeHist(vehicleImageGray, vehicleImageGray)。 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 7 二值圖像 從二值圖像中提取輪廓 CvSeq contours = new CvSeq()。 圖 8 輪廓圖像（黑色背景上的白色輪廓線，不易觀察） 基于邊緣檢測(cè)的車牌探測(cè) 經(jīng)檢測(cè)，提取的圖像輪廓中有約 1800 個(gè)獨(dú)立輪廓區(qū)域。示例代碼如下： //獲得多邊形輪廓 CvSeq polyContours = cvApproxPoly(contours, (), cvCreateMemStorage(0), CV_POLY_APPROX_DP, cvContourPerimeter(contours) * , 0)。amp。 //檢查輪廓寬高比 double plate_HWratio = ((double) ()) / ((double) ())。amp。 //接下來(lái)：進(jìn)行車牌字符的分割 //TODO: character segmentation on the licence image } } 檢測(cè)出的車牌圖像如圖 9。（車牌的偏斜矯正一般情況下沒(méi)有必要，本文不討論。 圖 10 車牌圖像的輪廓 //對(duì)車牌圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè) cvCanny(licenceImage, plateImageCanny, 128, 255, 3)。判斷方法為：輪廓的外框，高度大于車牌高度的二分之一，且寬度小于車牌寬度的四分之一者，即為車牌字符。所得的單個(gè)的字符如圖 11。為了提高識(shí)別率，還可以增加字符與背景的對(duì)比度，并應(yīng)準(zhǔn)偱 OCR 引擎對(duì)前景背景色的要求。 1995 年到2022 年間，它沒(méi)有大的改進(jìn)；之后，它被谷歌大幅改進(jìn)，很可能是識(shí)別率最高的可用開(kāi)源 OCR 引擎之一了。 目前該引擎已經(jīng)對(duì)中文識(shí)別有了一定的支持。原因在于，國(guó)家車牌字符使用的是一種特殊的字符，以便于區(qū)分。因此須為 Tesseract OCR 引擎訓(xùn)練出專供車牌識(shí)別的語(yǔ)言包。 Tesseract 為訓(xùn)練過(guò)程提供了一定的支持。 GA 362022 中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車號(hào)牌 外廓尺寸為 440mm 140mm 的號(hào)牌 [1]，是最佳的材料。圖像寬高建議為 1056*2022（單位像素），圖像分辨率 96dpi，命名為“ ”。如圖 13（由于警車車牌不在本課題討論范圍之內(nèi)，為簡(jiǎn)化操作，未將其包含進(jìn)來(lái)）。首先在計(jì)算機(jī)上安裝 Tesseract 引擎（目前是 ）。識(shí)別結(jié)果將生成盒子文件文件 ，文件中每一行均為所識(shí)別出的字符、其在訓(xùn)練圖片中的坐標(biāo)（四列分別是左、下、右、下，坐標(biāo)原點(diǎn)為圖片左下角）以及頁(yè)號(hào)（單頁(yè)訓(xùn)練圖片頁(yè)號(hào)恒為 0）。如果自動(dòng)生成的盒子文件中的字符能與正確字符良好對(duì)應(yīng)（如本訓(xùn)練圖片中的數(shù)字 1 在盒子文件中被識(shí)別成了“ |”），修改例子文件將非?？旖?，改正字符即可；如果一個(gè)字符被 tesseract 解釋成了多個(gè)字符（如“蘇”被解析成了“艸”和“辦”），在盒子文件中得到了多行記錄，則需要采取一定的手段找到所識(shí)別行與目標(biāo)字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并合并錯(cuò)誤的行。 其實(shí)，針對(duì)上述問(wèn)題，有一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法。因此，我們可以為不連通的字符添上筆畫(huà)，使之完全連通。圖 14 便能完好地生成 72 行字符數(shù)據(jù)。按 訓(xùn)練 Tesseract3 中的步驟： //訓(xùn)練 Tesseract： tesseract nobatch //計(jì)算字符集： 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 unicharset_extractor //讀取字體屬性：（新建字體屬性文件 font_properties，內(nèi)容為“ lpft 0 0 1 0 0”） mftraining F font_properties U unicharset //分類歸并： mftraining F font_properties U unicharset O training //其他文件（數(shù)據(jù)字典、 unicharambigs）均不必提供。 重要提醒 ：訓(xùn)練語(yǔ)言包的過(guò)程中，可能會(huì)有這樣或那樣的問(wèn)題。關(guān)于上述過(guò)程的討論，詳見(jiàn) Tessearct 項(xiàng)目第 557 號(hào)問(wèn)題討論 [25]。開(kāi)源項(xiàng)目 tesseractandroidtools[26]是一個(gè) Android 庫(kù)項(xiàng)目 [27]，提供了用于使用 Tesseract OCR 和 Leptonica 圖像處理庫(kù)的一系列 Android API 和構(gòu)建文件。 圖 15 項(xiàng)目 tesseractandroidtools 的目錄結(jié)構(gòu) 共享庫(kù) 和 可以直接通過(guò) NDK 編譯生成；目錄 jin 下存放的是這兩華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 個(gè)庫(kù)的 C/C++源文件和編譯指令。 包 下的類 TessBaseAPI 即為 Tesseract OCR 引擎的Java 接口。它們主要包括： ? () 構(gòu)造 TessBaseAPI 實(shí)例。 ? void (int mode) 設(shè)置頁(yè)面分割模式，決定 OCR