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2022-08-08
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摘要近几年来,智能手机的迅猛发展给人们的生活带来了极大的改变,移动互联网时代的来临使得人手拥有一台配置强悍的智能手机已不再是奢望。但随着社会老龄化问题的日益严重
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摘要
近几年来,智能手机的迅猛发展给人们的生活带来了极大的改变,移动互联网时
代的来临使得人手拥有一台配置强悍的智能手机已不再是奢望。但随着社会老龄
化问题的日益严重,智能手机市场对老年人市场的投入却依旧跟不上时代发展的
步伐。老年人由于视力衰退,阅读报纸上的文字较为吃力,长时间戴眼镜更会加
剧眼睛的疲劳状况。本设计提出了用智能手机帮助老年人阅读报纸的可能,并实
现了一款基于 Android 智能手机的应用。
本设计实现了一款基于安卓智能手机的报纸阅读器,具有将拍照得到的图片转成
文字再朗读出来的功能,并支持报纸内容存储、音量调节、自定义朗读语言等功
能,能极大缓解老年人阅读报纸时的不便。论文首先介绍了 Android 开发平台
以及 Cordova 跨平台开发方案,然后详细分析了该应用的所有功能需求,再结
合应用开发的基础知识,讲解了开发所需的知识点,最后给了详细的代码实现方
案。
关键词:Android;Cordova;报纸阅读器;OCR;TTS
In recent years, the rapid development of smart phones changed people's lives
dramatically, and the advent of the mobile Internet era make everybody having a
powerful configuration smartphone is no longer a luxury. But with an aging
society is becoming increasingly serious, smart phone market for the elderly still
can not keep up the pace of their development. Elderly due to vision loss, read
the newspaper is more difficult to them, and long wear glasses can exacerbate
eye fatigue condition. This design made smart phones may help the elderly to
read the newspaper, and implemented of an Android-based smartphone
application for them.
This design implemented an Android-based smartphone newspaper reader,
which can transform photo into text and then read out it, and also support the
content storage, volume control, custom speaking language to greatly alleviate
the elderly inconvenience when reading the newspaper. This paper introduces
the Android development platform and Cordova first, and then analysis of the
the application of all functional requirements, combined with development and
application of basic knowledge and explain the knowledge required to develop,
finally give the detailed code scheme.
第一章 引言
课题背景:
本课题为基于智能手机的报纸阅读器。老年人大多有读书看报的喜好,但受限于
视力衰退,阅读报纸上较小的文字极为吃力,时间一长容易导致眼睛不舒服等不
良状况,给日常生活造成了不小的麻烦。如果有人或者使用软件能够帮助老人将
报纸内容朗读出来,这个问题就可以在一定程度上得到解决。
目前在 Android 应用市场有不计其数的 APP 应用,但提供给老年人使用的却
少之又少,而且普遍质量较差,并没有针对老年人的特点和使用场景进行有针对
性的设计和开发。结果就是这些 APP 并没有真正解决老年人的某些痛点问题。
本课题选择 Android 平台作为开发平台,因其使用范围广,基数大,可使其适用
性大大增加。老年人只需使用该 App 对所需要阅读的内容拍照,本应用即会将
选中的内容朗读出来,解决了老年人由于新闻正文字体较小而造成的阅读不便的
问题。本 App 还提供了存储功能,用户可选择将之前阅读的内容缓存起来,便
于下次使用。
课题任务:
本文的主要任务是介绍 Android 平台下使用 Cordova 进行的报纸阅读器应用
开发。首先从整体的角度介绍了 Android 的整体架构,以及 Cordova 跨平台
开发框架。然后对 Android 平台的报纸阅读器进行需求分析,设计应用的功能
与业务流程。接着使用 Cordova 框架进行功能设计,描述具体实现过程。本论
文旨在讲解使用 Cordava 框架进行 Android 平台应用开发的要点与过程,涉及
到服务器端的功能设计,在此不会作详细的介绍。
本课题的整个设计开发过程均由本人独立完成。主要的工作包括下面几点:
1. 理解课题任务,学习应用开发所用到的开发技能,配置开发与测试环境。
2. 分析课题需求,设计业务流程、应用界面和代码实现。
3. 测试应用,解决测试时发现的问题,总结并完成本篇论文。
内容安排:
本论文通过六个章节来叙述课题概况。
第一章为引言,介绍课题的背景及意义,课题任务以及论文内容的安排。
第二章为开发平台的简介,介绍了 Android 平台,Cordova 跨平台开发框架。
第三章对课题进行需求分析,介绍了老年人对报纸阅读器的功能需求,以及本应
用的操作流程分析。
第四章详细介绍了本应用的各项功能,以及对业务处理流程的分析。
第五章为详细的代码实现,介绍了各项功能的界面、数据处理等各方面细节。
第六章回顾了整个开发工作的过程以及对课题未来走向的展望。
第二章 开发环境及相关技术简介
本章开始介绍开发所用到的环境和相关技术背景知识,以及选用这些技术方案的
优势所在。主要介绍操作系统、开发语言、开发框架这三个构成基本课题开发的
要素。
Android 简介
Android 是一个以 Linux 为基础的开放源代码的移动设备操作系统,中文俗称
“安卓”,主要用于智能手机和平板电脑,由 Google 成立的开放手持设备联盟
持续领导与开发中。目前 Android 已发布的最新版本为 Android 5.1.1。
Android 系统最初由安迪·鲁宾等人开发,最初开发这个系统的目的是创建一个
基于数码相机的先进操作系统;但后来发现市场需求不大,加上智能手机市场快
速成长,于是 Android 被改造成一款面向智能手机的操作系统。于 2005 年 8
月被 Google 收购。2007 年 11 月,Google 与 84 家硬件制造商、软件开发商以
及电信运营商成立了开放手持设备联盟来共同研发和改良 Android 系统。随后,
Google 以 Apache 免费开放源代码许可证的授权方式发布了 Android 系统的
源代码,让生产商推出搭载 Android 系统的智能手机与平板电脑。在 2014 年
Google I/O 开发者大会上 Google 宣布过去 30 天里有 10 亿台设备被激活。
Android 操作系统的核心属于 Linux 内核的一个分支,目前最新版的是基于
Linux 3.4.0 版的内核。Android 的系统架构和其操作系统一样,采用了分层的架
构。Android 分为四个层,从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、
系统运行库层和 Linux 内核层。在应用程序层,Android 会同一系列核心应用程
序包一起发布,该应用程序包包括客户端,SMS 短消息程序,日历,地图,浏览
器,联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用 Java 语言编写的。应用程序
框架层包括一系列的服务:视图、内容提供器、资源管理器、通知管理器、活动
管理器等。系统运行库层包括一些 C/C++ 库,这些库能被 Android 系统中不同
的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。核心库包括
系统 C 库、媒体库、Surface Manager 和 LibWebCore。
Android 应用程序是采用 Java 语言开发,传统的 Java 语言运行是通过 JVM 将源
文件编译成 Java 字节码运行,但是 Android 虽然是 Java 语言开发,但是字节码
并不是最终的运行格式,并且由于版本问题和移动设备电量等问题,Google 自
行开发了一个虚拟机运行 Android 程序,这个虚拟机称为 Dalvik。当完成源代码
的开发后,首先会将 Java 源码转换为字节码,然后通过 DX 工具,将字节码文件
转换了.dex 的文件,最后该 dex 格式的文件在 Dalvik 上运行。
Cordova 简介
Cordova 是一款开放源代码的跨平台开发框架,旨在让开发者使用 HTML、
JavsScript、CSS 等 Web API 技术来开发跨平台的 APP,即将使用 HTML、
CSS、JavaScript 的页面封装为手机客户端应用。原本由 Nitobi 公司开发,2011
年 10 月 4 月,Adobe 正式宣布收购 Nitobi 软件。Cordova 是一个 APP 设备
的 API 接口集 ,在页 面与本 地设备 间提供 了一座 桥梁, 允许开发者利用
JavaScript 调用如摄像头、罗盘等硬件资源,这是一般的 Web APP 所做不到的。
配合一些基于 HTML5、CSS3 技术的 UI 框架,如 jQuery Mobile,开发者可以
快速地开发跨平台 APP 而不需要编写任何原生代码,实现了“一次开发,到处
使用”,在很大程度上降低了移动开发的门槛。此外 Cordova 还拥有丰富的插
件资源,很方便的供开发者进行功能拓展。Cordova 目前支持的操作系统包括
苹果的 iOS、Google 的 Android、Blackberry、LG 的 WebOS、微软的 Windows
Phone、三星的 Tizen 和 baba、Firefox OS 和 Ubuntu Touch。
Cordova 能够实现跨平台开发的原因在于移动设备上都内置了 WebView 组件,
这个内置的浏览器特性是 Web 能被打包成本地客户端的基础,可以方便的使用
HTML5、CSS3 等技术进行页面布局,在开发效率上优于使用原生开发。Cordova
针对不同平台的 WebView 组件做了拓展与封装,使得 WebView 组件可以访
问设备本地的 API,所以开发者在 Cordova 框架下可以通过 JavaScript 访问到
设备本地的 API。
不过由于使用 Web 技术,而且 Cordova 是一个封装了很多底层细节的框架,
在运行效率上要比原生的应用程序低,在频繁操作时容易造成卡顿,另外在稳定
性与内存占用上也不及原生应用。还未能做到 100%支持原生接口,一些功能可
能会因此受到限制,有待逐步在各平台完善。因此比较适合于开发功能简单以及
操作不太复杂的 APP。
Cordova 原理简要分析
Cordova 在其支持的平台上均实现了一套后台运行的框架,分别与各平台系统的
API 进行交互,从而调用其原生 API,为开发者提供了统一的 JavaScript 接口。
Cordova 是基于移动终端上内嵌的浏览器即 WebView 来渲染 HTML、CSS,在
Cordova 中重写了 WebView 的 onJsPrompt 方法,来捕获前端的业务请求操作,
从而将 Web 前端与后台的 Java 程序连接起来。相应的,Android 上的 Cordova
中使用 Java 实现了一个 HTTP 服务器,通过持久性的 XHR 连接,JavaScript 可
以不断轮询内部 XHR 服务器存储的信息,从而实现了从 Java 到 JavaScript 方向
的通信。CallbackServer 线程在 Cordova 框架被首次加载时就启动,然后会同时
监听前端的 XHR 请求和链表中有无数据,当有 XHR 请求来时,若链表为空,线
程会最多等待 10s,在等待过程如果链表中有数据来,会唤醒等待的线程,从而
立即将链表中数据传到前端;若 10s 后没有数据,则将空数据返回到前端,从而
发起下一轮 XHR 请求。这就是“基于服务器推技术”的模型。
OCR 简介
中文全称“光学字符识别”,是指是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查
纸上打印的字符,通过检测暗、亮的模式确定其形状,然后用字符识别方法将形
状翻译成计算机文字的过程;即,针对印刷体字符,采用光学的方式将纸质文档
中的文字转换成为黑白点阵的图像文件,并通过识别软件将图像中的文字转换成
文本格式,供文字处理软件进一步编辑加工的技术。在 1996 年清华紫光开始搭
配中文识别软件之前,市场上的扫描仪和 OCR 软件一直是分开销售的。扫描仪
厂商现在已把专业的 OCR 软件搭配自己生产的扫描仪出售。OCR 技术的迅速发
展与扫描仪的广泛使用是密不可分的。近两年随着扫描仪逐渐普及和 OCR 技术
的日臻完善,OCR 己成为绝大多数扫描仪用户的得力助手。
光学文字识别的概念是在 1929 年由德国科学家 Tausheck 最先提出来的,后来美
国科学家 Handel 也提出了利用技术对文字进行识别的想法。而最早对印刷体汉
字识别进行研究的是 IBM 公司的 Casey 和 Nagy,1966 年他们发表了第一篇关于
汉字识别的文章,采用了模板匹配法识别了 1000 个印刷体汉字。
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人亲卓玛
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