基于Android平台的图像搜索研究与实现

毕业设计论文设计题目： 基于 Android平台的图像搜索研究与实现 系 别： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导老师： 日 期： 摘要 随着移动设备的兴起，移动互联网技术的不断完善，人们通过计算机、电视机等获取信息的途径，开始更多地转向我们手中的手机。本系统主要是为了实现基于 Android 手机平台的图像搜索功能，手机客户端用户将图片上传到服务端，并搜索服务器端的图片管理系统的相似图片，图像的匹配则完全在服务器端完成。核心功能为图像识别，系统采用均值哈希算法通过计算灰度图像每个像素灰度与平均值的差异将图片转换为一个唯一标识的指纹字符串，通过比较两张图片指纹的相似度来完成图像识别。文章中首先对系统概况、研究现状进行分析，然后设计的过程和实现的功能进行详细的讲解。关键字 移动设备；均值哈希算法；图像搜索；图片管理系统ABSTRACT With the rise of mobile devices, mobile Internet technology continues to improve, peoples access to information through computers, televisions, etc., began more towards our hands phone. The system is mainly based on the Android mobile platform in order to achieve an image search function, the mobile client users to upload pictures to the server, and search for similar images on the server side of the picture management system, image matching is done entirely on the server side. Core functionality for image recognition, the system uses a hashing algorithm by calculating the difference between the mean gray level of each pixel grayscale image with the average picture is converted to a string that uniquely identifies the fingerprint by comparing the similarity of the two fingerprint images to complete image recognition.In this paper, the status of system survey, research and analysis, and then on the technology used in the system, and realize the function in detail.KEY WORDS Mobile devices; Mean hash algorithm; Image search; Image management system目录1、 绪论 .11.1 项目背景 .21.2 国内外研究现状 .21.3 研究目标 .31.4 技术支持 .31.4.1 图像识别技术 .31.4.2 JSP 技术 .31.4.3 J2EE 的 WEB 开发 .42、系统分析 .52.1 系统需求分析 .52.1.1 产品功能概述 .52.1.2 用户类型和特征 .62.1.3 功能需求分析 .62.1.4 非功能需求分析 .62.1.5 系统运行结构要求 .72.1.6 系统运行环境需求 .72.2 系统可行性分析 .82.2.1 技术可行性分析 .82.2.2 经济可行性分析 .82.2.3 操作可行性分析 .82.2.4 社会环境可行性分析 .83、系统总体架构设计 .93.1 开发环境 .93.1.1 开发环境的搭建 .93.2 本系统的框架结构 .93.2.1 服务端程序设计 .93.2.2 服务端接口实现 .103.2.3 客户端程序设计 .113.2.4 客户端端接口实现 .113.2.5 数据传输过程 .113.3 用例分析 .123.3.1 用例图 .123.3.2 用例规约 .133.4 UML 建模 .153.4.1 类图 .153.4.2 活动图 .153.4.3 时序图 .163.4.4 状态图 .194、数据库设计 .204.1 数据库设计原则 .204.2 数据库设计 .204.3 数据库需求分析 .204.4 数据库概念结构设计 .204.5 数据库与数据库表的设计 .214.6 数据库操作 .215、系统详细设计与实现 .235.1 图片处理与算法识别模块 .235.1.1 均值哈希算法 .235.1.2 图片压缩处理 .235.1.3 计算灰度值 .245.1.4 图片模糊识别 .255.2 服务器端登录模块 .255.3 服务器端修改密码模块 .265.4 服务器端图片添加模块 .265.4 服务器端图片管理模块 .275.5 客户端图片列表模块 .275.6 搜索结果展示模块 .276、总结与展望 .29参考文献 .30致谢 .31第 1 页1、 绪论图像识别技术一直以来都是人们研究的热点，从工商业的印刷、数码，到互联网的以图搜图，再到移动应用的验证识别，图片识别技术的应用在我们日常生活中随处可见。本系统使用主要使用的是模糊识别的图像识别技术设计的一款能实现客户端与服务端交互的图像搜索软件。在本文中，我将对系统中应用的主要技术和实现的功能进行讲解。论文总体结构如下：第一章 讲述了系统的概况，以及目前国内外研究的情况，以及相关技术支持。第二章 系统分析，确立目标与用户，并讲述系统的需求分析与系统的可行性分析。第三章 介绍了系统总体架构设计，开发工具的选择、环境的配置，J2EE 三层结构 MVC 模式开发，UML 建模。第四章 数据库结构的设计。第五章 详细讲解系统各功能模块的实现与测试截图。第六章 总结与展望。附上相关参考文献。第 2 页1.1 项目背景近年来中国移动互联网产业不断发展，移动终端从通信到现在的手机上网看视频、浏览网页，甚至到使用手机购物，逐步地改变着我们的生活习惯，其影响力也在各行各业逐渐扩大。在中国，2012 年移动终端首次超过台式电脑网民，2013 年移动终端使用者首度超过美国。中国的手机用户不同于外国，相对于美国手机用户对手机使用更多的是通讯，中国的手机用户更加喜欢的是配置好，功能又强大的手机，他们更喜欢使用手机上网，体验更加特别又新潮的事物。因此，为了满足中国这个庞大的消费市场的需求，手机开发商和互联网巨头们不得不为手机平台研发更多的功能以满足人们的需求。现在的中国手机用户，大多是手机的重度使用者，他们往往喜欢通过手机来展现他们的个性，甚至一张手机壁纸就能体现一个人的喜好。我们常常在手机浏览网页，下载各种个性化图片，如果能够通过手机上传搜索相似的图片，这将为我们提供了很多方便。因此，中国手机市场消费者对于基于手机平台的图像搜索应用的需求是非常大的。而现在关于移动设备上的图像搜索软件还是比较少的，基于移动设备的图像搜索成为了移动开发中的一个重要课题。1.2国内外研究现状识别，一直是计算机视觉的核心问题，图像识别功能实现首先要对计算机视觉要有所了解。计算机视觉就是以计算机代替人的视觉把人看到的东西通过计算机进行识别和处理。而如何实现该功能，这就需要图像处理技术和模式识别技术的支持了。本系统采用的是图片灰度化的处理结合模糊识别的技术实现的一款图片搜索软件。图像识别技术从出现到现在，已经广泛应用于各个领域。其发展从文字识别到图像识别到物体识别，技术要求在不断地提高，理论体系也在逐步地完善。文字识别研究最早开始于 20 世纪 50 年代，其应用已经非常广泛，其中最被我们熟知的就是印刷机。现在的印刷技术已经接近完美，平时我们很难看到有出现打印文字错误，这正说明文字识别技术已经相当完善。而文字识别可以说是图像识别的一个特例。图像识别最近备受青睐，自谷歌推出以图搜图功能后，国内各网络巨头也不甘落后纷纷推出相应产品，如百度搜图、淘宝搜图等。同时电商也来分一杯羹，最近美菱推出的云图像识别冰箱领跑着白电智能化的新时代。这同时表明我国的图像识第 3 页别技术已经走在世界前沿。1.3研究目标本系统设计的目标是为了为手机用户提供一个图片搜索的手机应用，满足其搜索相似图片的需求。并通过该项目的研发完成以下预期目标：1. 开发出来的应用能在手机上运行良好，并有一定的实用性。2. 系统有可拓展性，可移植性，而且便于维护管理。3. 加深图像识别技术的了解，同时致力于找出一种更加高效且安全的识别算法。4. 深入了解当下移动互联网手机应用的开发过程并对移动互联网的发展趋势有所了解。5. 加深对代码编写的规范化，深入了解更多的移动应用技术。6. 最终，顺利通过毕业设计的考核。1.4 技术支持1.4.1 图像识别技术就像人能够识别看过的事物一样，图像识别就是认出它是使用过的图形的过程，也叫图像再认。在图像识别中，既要有当时进入感官的信息相当于客户端上传的图片信息，也要有记忆中存储的信息，相当于服务器端储存的图片信息。只有通过存储的信息与当前的信息进行比较的加工过程，才能实现对图像的再认。图像识别技术是人工智能的一个重要领域。为了编制模拟人类图像识别活动的计算机程序，人们提出了不同的图像识别模型。例如模板匹配模型。这种模型认为，识别某个图像，必须对图片经过处理，处理后的信息就是一个模版。当上传的图片经处理后，就能跟数据库上处理过的模版进行匹配。描述图片的算法有很多 SIFT描述子，感知哈希算法 PHASH，差异哈希算法 DHASH 等。1.4.2 JSP技术JSP(Java Server Pages)是 由 Sun Microsystems 公 司 倡 导 、 许 多 公 司 参 与 一 起 建立 的 一 种 动 态 网 页 技 术 标 准 。 JSP 是 为 服 务 器 端 开 发 提 供 的 一 种 脚 本 ， 它 接 受 来自 于 客 户 端 的 请 求 并 根 据 请 求 响 应 生 成 一 种 html 文 档 。 JSP 技 术 是 用 JAVA 语 言作 为 脚 本 语 言 的 ， JSP 网 页 为 整 个 服 务 器 端 的 JAVA 库 单 元 提 供 了 一 个 接 口 来 服第 4 页务 于 HTTP 的 应 用 程 序 。 在 Web 应用开发中，可供选择的动态页面语言技术有很多，例如 PHP，ASP，JSP 等，在这些动态页面语言中，JSP 凭借其自身的优点成为开发人员最喜欢的语言之一。JSP 相对于 ASP、PHP 开放性更高，支持的平台更多，而且可以建立大型的 web 应用程序，执行程序的速度却毫不逊色。1.4.3 J2EE的 WEB开发本系统服务器端使用的是 J2EE 平台，J2EE 是使用 Java 技术开发企业级应用的一种事实上的工业标准，它是 Java 技术不断适应和促进企业级应用过程中的产物。Sun 推出 J2EE 的目的是为了克服传统 Client/Server 模式的弊病，迎合Bro