基于Android的美图娱乐软件的设计与实现Word文件下载.doc
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所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。
尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。
若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。
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保密学位论文在解密后的使用授权同上。
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指导教师签名：
日期：
摘要
随着科技水平的提高和人们生活质量的提高，人们从最初的电话、短信等文字信息的交流，到现在的图片、视频等图像信息的传播，图片在人们生活中也处于不可缺少的一部分。
与之相匹配的是图像处理需求也日渐增加。
为了满足墟市的这部分需求，设计一款以Android为操作平台的美图娱乐软件，满足人在移动端对图象的处理需求。
本产品是以C/S（ClientandServer）架构实现的，由于移动网络并不像互联网的高速，所以会比在互联网下有更高的要求。
本文在应对高并发情况下产生的数据响应实时性、数据容灾处理、安全性以及对应的数据存储等实际问题做了主要论述，并给出了具体的解决方案。
由于该产品主要以图片分享为手段，即需要本系统能够应对这类数据检索的及时性，我们采用对象存储技术来解决该问题，并在其中利用缓存机制来提高数据检索速度。
论文通过阐述课题的背景、意义、国内外分析现状以及根据公司的制定的策略确定了本文的研究内容和目标。
通过需求分析阐述了系统的功能性需求和非功能性需求，并通过提出的需求来实现系统的整个设计。
其主要成果有：
实现调用系统相机进行直接拍照，和从相册读取照片的两种图像获取功能；
实现图像处理的5种编辑方式，其中包括：
滤镜、调整、虚化、抠图、裁切，调用系统保存接口；
实现将图片保存到本地和分享至软件的功能。
在文章最后，通过功能测试和性能测试证明了本系统的设计达到了预期要求。
关键词：
图像处理，图片调整，软件工程，Android
ABSTRACT
Withtheincreaseofthelevelofscienceandtechnologyandtheimprovementofpeople'
squalityoflife,peoplefromtheinitialtelephone,SMStextmessageexchange,nowspreadtothepicturesandvideoimageinformation,imageinpeople'
slifeisalsoanindispensablepartof.Matchingtheimageprocessingrequirementsarealsoincreasing.Inordertomeettheneedsofthispartofthemarket,thedesignofaAndroidplatformfortheoperationoftheU.S.entertainmentsoftwaretomeettheneedsofpeopleinthemobileterminalimageprocessing.
ThisproductisbasedonC/S（ClientandServer）architecture,becausethemobilenetworkisnotashighastheInternet,sotherewillbehigherrequirementsthantheinternet.Inthispaper,wedealwiththepracticalproblemsofreal-timeresponse,datadisastertolerance,securityanddatastorageinthecaseofhighconcurrency.
Theproductsaremainlyforphotosharingmeansthatthesystemcandealwiththistypeofdataretrievalandtimeliness,weusetheobjectstoragetechnologytosolvetheproblem,andinwhichtheuseofcachingmechanismtoimprovethespeedofdataretrieval.Basedonthebackground,significance,domesticandinternationalanalysisofthestatusquoandthecompany'
sstrategytodeterminethecontentandobjectivesofthisstudy.Thispaperdescribesthefunctionalrequirementsandnonfunctionalrequirementsofthesystemthroughrequirementanalysis,andrealizesthewholesystemdesign.Themainresultsareasfollows:
Toachievethecallsystemcameratotakepicturesdirectly,andfromthealbumtoreadphotosofthetwoimageacquisitionfunction.Therealizationofthe5kindsofediting,imageprocessingincludingfilters,adjustment,virtual,matting,cutting.Callthesystemtosavetheinterface,theimagewillbesavedtothelocalandsharethefunctionofthesoftware.Attheendofthepaper,thefunctiontestandperformancetestshowthatthedesignofthesystemhasachievedtheexpectedrequirements.
Keywords:
DigitalImageProcessingSystem,mageAdjustment,SoftwareEngineering,Android
目录
第一章绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2课题发展状况 1
1.2.1手机拍照发展状况 1
1.2.2拍照软件的使用情况 3
1.2.3照片美化软件的使用情况 4
1.3研究目标和研究内容 6
1.3.1研究目标 6
1.3.2研究内容 6
1.4论文组织安排 6
1.5本章小结 7
第二章相关技术介绍 8
2.1SQlite数据库 8
2.1.1SQlite数据库介绍 8
2.1.2SQlite历史版本 8
2.2OpenGl介绍 9
2.3UniversalImageLoader介绍 11
2.4Android相关技术介绍 13
第三章系统需求分析 16
3.1需求综述 16
3.2功能需求 19
3.2.1滤镜功能的需求分析 19
3.2.2细节编辑的需求分析 20
3.2.3特色功能的需求分析 21
3.2.4社区部分的需求分析 21
3.3非功能性需求 27
3.4本章小结 28
第四章系统概要设计 29
4.1系统功能模块分析及解决法案 29
4.2系统总体架构设计 38
4.3系统界面设计与风格 39
4.4系统开发及运行环境介绍 41
4.5本章小结 41
第五章系统详细设计 43
5.1数据库的设计 43
5.1.1数据库设计原则 43
5.1.2SQlite数据库基本表 45
5.2主要功能模块设计 46
5.2.1拍照功能 46
5.2.2评论功能 48
5.2.3推送功能 49
5.3本章小结 51
第六章系统测试 52
6.1系统测试概述 52
6.2服务端系统测试 52
6.3客户端系统测试 54
6.3.1功能性测试 54
6.3.2系统非功能性测试 55
6.4测试内容 56
6.5综合测试结论 60
6.6本章小结 62
总结和展望 63
参考文献 65
致谢 68
图目录
图1手机附加功能用户使用率用率 1
图2用户拍照常用设备统计 2
图3不同性别用户对手机拍照的偏好 2
图4不同年龄阶段使用手机拍照的情况 3
图5第三方拍照软件使用情况 3
图6用户最常使用的第三方拍照软件 4
图72013-2014年照片美化应用使用频率 4
图8用户最常使用的第三方美图APP 5
图9使用手机自拍用户分布 5
图10ImageLoader总体设计图 11
图11安卓架构的五个部分 14
图12手机中安装图片应用个数调查 16
图13图像处理功能使用频率调查 17
图14系统核心流程图 18
图15修图功能兴趣调查 20
图16特色功能调查 21
图17图片管理子用例图 22
图18评论管理子用例图 24
图19推送管理子用例图 25
图20用户管理子用例图 26
图21美图娱乐软件功能模块图 29
图22TriMap 30
图23scribbles 30
图24抠图算法演示图 31
图25原图 32
图26经过处理后的透明度图 32
图27最终的透明度图 33
图28最终合成图 34
图29虚化功能 35
图30整体体系结构图 38
图31配色参考图 40
图32基础色板 40
图33部分图标设计 41
图34滑动条 41
图35系统ER图 44
图36本地公社表 45
图37本地话题表 45
图38本地点赞表 46
图39本地用户表 46
图40图片上传状态图 47
图41图片上传时序图 48
图42添加评论动态图 49
图43单播推送功能客户端与服务器交互时序图 50
图44拍照模块测试用例设计 59
图45登录功能测试用例 59
图46内存使用情况 60
图47CPU使用情况 60
表目录
表1图片模块测试用例表1图片模块测试用例 56
表2用户模块测试用例表2用户模块测试用例 57
67
北京航空航天大学硕士学位论文
第一章绪论
1.1研究背景及意义
本次开题的题目为基于Android平台的美图娱乐软件的设计与实现。
近年来，随着互联网的普及，人们之间的信息传播已经不满足于文字，图片也成
为了不可或缺的传播媒介。
各大社交平台人们对于图片处理的需求也越来越大。
在APPStore的排行榜中，“摄影与录像”类的美图娱乐软件在总榜中的比例与排行也越来越高。
被大众所熟知的“美图秀秀”现如今估值已达20亿美元，截止2015年用户总数超过9.8亿。
图片社交已经成为新一代社交的趋势，同时人们对图片处理的需求也愈发庞大。
基于人们对照片的处理需求，预计开发一款包含抠图、滤镜、虚化、社区等常用功能的综合图像处理APP。
在各个功能上做到精致与完善，减少人们在处理图片时需要在各个软件中跳转的繁琐操作，并且实现社区的发布与评论功能，在一款软件中满足人们的常用需求。
1.2课题发展状况
1.2.1手机拍照发展状况
伴随着智能手机的日益普及和手机销量的增加和智能手机的普及，摄影数字化渐渐融入到人们生活中，拍照功能也成为手机产品的基本功能，也是人们获取图片的主要途径之一。
随之带来的相关应用也随之剧增。
图1手机附加功能用户使用率用率
手机在人们的生活中早已不是只有"
电话”和"
短信”的通讯工具了，它众多的附加功能也成为人们购买手机的主要考虑因素之一。
在这些所有的附加功能中，手机照相占据了第一位。
此中，85%的手机用户会使用手机拍照功能，其次才是上网和收发短信[5]。
详情数据如图1所示。
为了更了解用户通过手机拍照来获取图片的使用频率，又对用户用户拍照常用设备进行了调查，详情如图2所示。
图2用户拍照常用设备统计
通过图表可看出，将近八成的用户会使用手机进行拍照。
手机拍照的方便、快捷是人们选择使用手机进行拍照的主要原因之一。
图3不同性别用户对手机拍照的偏好
在参预调查的手机用户中，女性手机用户相较男性用户更喜好使用手机进行拍照，详细数据如图3所示。
调查时发现，大多数女性手机用户是被手机摄影美化软件各色各样的功能所吸引。
对照片进行美化处理是如今大多数女性的爱好之一。
图4不同年龄阶段使用手机拍照的情况
从调查中可以看出，使用手机拍照人群的年龄段主要集中在18-35岁之间，详细数据如图4所示。
处于这个年龄阶段的人们使用手机拍照的用户占到约九成，其中属26-30岁年龄段的人群最多[4]。
在18-35岁的这个年龄段人群中，主要包含了学生、私营的企业员工、公司的基层和中下层领导等。
总体来看，年青的劳动群体及学生群体已经成为新潮流的重要追随者和推动者。
这类人群的主要特点就是充满活力，生活充满了激情，对新事物接受能力比较强。
因此，用手机拍照适合更他们随时去记录生活的点滴。
1.2.2拍照软件的使用情况
图5第三方拍照软件使用情况
在对于"
使用手机照相是不是使用第三方的拍照软件”的调查中，超过半数的用户会使用第三方拍照软件，但也有用户表示不会使用，详情数据见图5。
由此可以发现，使用第三方拍照软件的用户远超于不使用的用户[5]。
图6用户最常使用的第三方拍照软件
在最常使用的第三方拍照软件用户分布上，有接近半数的用户使用360相机。
其次依次为美颜相机、百度魔拍、POCO美人相机，使用人数不相上下，详细数据见图6所示。
而其他拍照软件均不到一成。
1.2.3照片美化软件的使用情况
图72013-2014年照片美化应用使用频率
在使用第三方照片处理软件的情况下，在2014的图片人群中已经接近软件美化的90%个，同比增长趋势超过了2013，具体数据如图7所示。
近两年虽没有具体数据，可是从互联网三大巨头BAT也纷纷涉及摄影美化领域也可以看出，照片处理领域有很大的发展空间。
凭借着"
全民cos武媚娘”和如今的"
全民变妆大圣”腾讯的天天P图掀起一个又一个的变妆热潮。
百度魔幻图已成功打入20个国家和地区，在全球AppStore的摄影和视频应用中排名前五，获得App推荐的最佳AppStore。
可见，当前人们对处理图片的软件的认知度和使用度都有了很大的提升。
图8用户最常使用的第三方美图APP
在2014年关于“最常使用的美化图片APP”调查中，七成用户表示使用美图秀秀软件，详细数据如图8所示。
直到2016年，美图秀秀仍凭借着“傻瓜化”的简单操作方式和不断完善的功能，长期占据“摄影与录像”免费榜单的第一名，并在总榜取得16名的好名次。
但美图仍在手机摄影美化领域不断推出新产品，例如美颜相机、海报工厂、表情工厂等，在榜单中都占据了不错的位置。
图9使用手机自拍用户分布
随着手机拍照功能的不断完善，手机自拍也流行起来，各个摄影美化软件业随即推出了相应的功能，例如美图的"
美图拍拍”能够随意的调动摄像头的角度、"
百度魔拍”的眨眼自拍等。
随之兴起的还有“美颜”、“瘦身”等人物照片美化功能。
综上所述，图像处理已经越来越被人们所重视，无论是风景照、实物拍摄或人像照片等，“先处理一下再分享”已经成为大部分人的习惯。
而相比电脑中门槛较高的Photoshop等图片处理软件，手机中的图像处理更为方便和简单。
综合上文中的各个数据可以发现，手机图像处理软件有着很大的发展空间，尤其是一款综合图像处理软件被人们的需要程度更高，也更有市场竞争力。
1.3研究目标和研究内容
1.3.1研究目标
本课题的研究目的在开发一款基于Android系统的美图娱乐软件，包含4个主要功能：
抠图、滤镜、虚化和社区。
现在流行的图像处理软件已经有Windows上的Photoshop，Linux上的GIMP等，本软件立志做出一款手机上的Photoshop，并且在此基础上添加社区功能。
1.3.2研究内容
本课题的研究内容包含4个主要部分：
抠图算法、滤镜算法、虚化算法和社区。
1.4论文组织安排
论文共分为六章。
本文的主要内容为美图娱乐软件的设计以及实现的方法。
第一章，绪论。
阐述课题背景及意义，从图像处理应用的发展现状、所用到的相关技术以及课题目标和实现内容，对应用开发做一个总体的概括和背景铺垫。
第二章，相关技术介绍。
第三章，美图娱乐软件的需求分析。
从课题的意义为出发点，详细分析了手机图像处理应用的需求。
将需实现的功能划分为三大模块，并将每一块又进行进一步的划分，利于有计划的进行设计与开发。
第四章，美图娱乐软件的概要设计。
根据第三章的具体需求分析指导概要设计。
本章分为两小节，分别从系统框架结构和系统子模块的功能设计作出详细分析介绍。
第五章，美图娱乐软件的详细设计与实现。
根据第四章的概要设计，从开发的角度详细讲述了每个功能实现中的重要算法，并通过代码实现它们各自的功能。
本章将具体介绍系统界面及三大功能模块的达成方法和设计。
第六章，美图娱乐软件的测试与实现。
本章首先介绍了系统测试的环境及其配置方法，然后简单表述了系统测试方法，并具体介绍了本系统黑盒测试的途径。
接着，具体介绍系统功能的测试方法，分别测试了三个功能模块的功能，最后总结系统测试的成果。
第七章，总结与展望。
全文总结并提出一些系统可以改进的方法和对未来科技进步的展望。
1.5本章小结
本章首先简单介绍了课题的背景及意义，并进一步从手机图像处理和Android应用市场两个角度分析当前图像处理应用市场的不足，阐述对手机美图娱乐软件开发的需求。
通过分析用户对图像处理应用的使用调查，确定市场需求。
接着阐述了开发中使用到的关键技术，简单介绍了所需要做的内容和课题目标，最后对整体论文结构进行规划总结。
第二章相关技术介绍
2.1SQlite数据库
2.1.1SQlite数据库介绍
SQLite，是一款轻量级的数据库，有数据库级锁定，没有网络服务器。
数据都是以B-Tree的数据结构形式存储在磁盘上。
在事务处理方面，SQLite通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。
主要由以下几点原因：
1.不需要一个单独的服务器进行或操作的系统（因为它是不需要服务器的）;
2.不需要配置（无需安装和管理）;
3.不需要外部的依赖（自给自足）;
4.事务兼容,允许从多个线程或者线程安全角度去访问
5.SQLite查询语言支持SQL92（SQL2）功能（只要懂得常用的数据库查询语句,SQLite就产讯语句就没问题了--->
不过还是有些特性是不支持的.但是对于使用方面来说是足够的了）;
6.提供了简单和易于使用的API.
7.跨平台（UNIX,MACAndroid,IOS,Window,WinCE）运行.
2.1.2SQlite历史版本
有一种说法是说，SQLite最开始的构想是在一条战舰上完成的。
SQLite的作者D.RichardHipp当时是在通用动力工作的，那时他正在为美国的海军导弹驱逐舰编制一种程序。
那个程序最初运行在Hewlett-PackardUNIX（HPUX）上，后台使用Informix数据库。
对于那个具体的应用而言，Informix显得太过于强大了。
即使一个非常有经验的DBA，如果要安装或升级Informix大概也需要一整天的时间，如果是没经验的DBA，那这个工作大概要耗费他一生的时间。
其实美国海军真正想要的仅仅是一个包含自我的数据库，这个数据库需要易使用并且可以由程序控制来传导，除此之外，不管其他的软件是否安
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