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第四章車輛管理系統(tǒng)的設(shè)計4.1系統(tǒng)登錄模塊4.1.1車輛查看頁類VehicleltemViewActivity,是用于負責(zé)從數(shù)據(jù)庫獲取指定ID或車牌號的車輛的信息及其登記錄列表,顯示在用戶界面上,接受用戶對車輛信息和車輛登記記錄的操作。詳見圖4-1,圖4-24.1.2車輛信息編輯頁類VchicIcInfoEditActivity,負責(zé)從數(shù)據(jù)庫獲取指定ID的車輛的信息,同樣顯示在用戶界面上,接受用戶的編輯,妥善暫存,保存用戶的編輯。4.1.3車輛登記記錄編輯頁類VehicleQueryEditActivity,負責(zé)從數(shù)據(jù)庫獲取指定的車輛登錄,顯示在用戶界面上,接受用戶的信息,妥善暫存、保存用戶的編輯。圖4-1車輛系統(tǒng)登錄模塊結(jié)構(gòu)圖圖4-2車輛系統(tǒng)登錄模塊結(jié)構(gòu)圖4.1.4車輛照片異步緩沖與加載線程類ViqCachcdlmagcFctchcr,是將已經(jīng)指定路徑的圖像文件,直接可以綁定到指定的圖像視圖之中。為了提高圖像顯示的效率,在圖像綁定車輛信息庫和車輛登記單這種數(shù)據(jù)很多的情況下減少展示的時間,并在一定程度上減少對內(nèi)存空間的使用,將選擇通過綁定新的路徑來執(zhí)行圖像部分的操作,并且會使用已經(jīng)編輯過的較小圖片來取代原圖,從而加快圖片的顯示速度。4.1.5數(shù)據(jù)摩適配器類ViqSQLiteOpenHelper,繼承于類android.database.sqlite.SQLiteOpenHelper,負責(zé)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、升級和本項目中各大UI類數(shù)據(jù)庫的訪問。4.2車輛識別模塊車牌識別這里特指自動車牌識別,即運用計算機視覺手段,在包含車牌的圖像中可以自行對主要車牌的區(qū)域進行檢測查看,再對其進行提取后處理,留下的車牌部分為所得結(jié)果,后再對車牌的字符作適合光學(xué)字符識別(OCR)引擎的字符識別檢測,檢測完成后,車牌號字符串的全部字符就會被顯示出來。在這一過程中,所有主要的核心環(huán)節(jié)在提高識別率的作用上有著顯著的影響:1)車牌探測;2)車牌字符分割:3)車牌字符識別。詳見圖4-3圖4-3車牌下面對其分別進行描述并加以實現(xiàn)。圖像處理圖像學(xué)的說法給出,圖像處理就是指對所輸入圖像,進行任何形式的信號處理;所以它的輸出形式不單單局限于圖像方面,字符串、參數(shù)等特殊的文字信號都可以被包含在內(nèi),而在該系統(tǒng)中,圖像處理的技術(shù)就得到了廣泛地應(yīng)用,而且對于信息的處理也至關(guān)重要。JavaCVJavaCV其實可以稱為一個OpenCV的Java接口。在計算機的視覺領(lǐng)域,使用者往往常用的庫都是由JavaCV提供封裝的。這些庫包括:QpgnCY,F(xiàn)Fmncg,libdc1394,PGRFlyCaDlurc,ODcnKincct,vidcolnput,和ARToolKilPlus等。com.googlecode.javacv.cpp包命名空間下的類便展示出了完整的API。并且,實用類還使自身的功能在Java平臺包括Android平臺邊緣檢測作為一種簡單的物體檢測方法特別適合于矩形外框的車牌。本課題采用基于邊緣檢測的車牌探測技術(shù)。將原始圖像轉(zhuǎn)化為灰階圖像cvCvtColor(mVehiclelmage,vehiclelmageGray,CVHGR2GRAY);灰階圖像的平滑與增強處理cvSmoothfvehicle/mageGray.vehidebnageGray.CVGAUSSIAN.3):cvEqualizellistMudelmageGray.vehic/elnuigeGrci)^;灰階圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像cvThreshold(vehicleImageGray.vehicleimageBinary,128,255,CVTHRESHBINARY)從二值圖像中提取輪廓CvSeqcontours=newCvSeq():iniobjects=cvFindContoursfvehic/elnrageBinafy.cvCreateMeniStoragef0).contours.Loader.si(CvOmSM.cMss),CV_RETRLIST.CVCHAINAPPROXSIMPLE);基于邊緣檢測的車牌探測經(jīng)檢測,提取的圖像輪廓中有約1800個獨立的輪廓區(qū)域。所以選擇一種合適的方法來確定這個區(qū)域就尤為重要,例如:先通過指定的精度來讓形狀接近于曲線的輪廓,從而可以形成一個多邊形的輪廓區(qū)域;而如果剛好,這個多邊形為面積比較大的四邊形,其寬高比的范圍也在2.8到3.4之間(對于市面上普通車牌的外廓來說,一般尺寸都是在440mmxl40mm,且寬高比為3.14),就能夠初步判斷它是車牌輪廓,接下來的工作將困擾該區(qū)域展開。示例代碼如下:〃獲得多邊形輪廓CvSeqpolyContours=cvApproxPolyfcontours.Loader.sizeoffCvContour.class),cvCreaieMemSumige(O)tCV_P()LY_APPROX_DP,cvCgh)wPerimeter(cgsws)*f)J)5.0):〃檢查輪廓邊數(shù)和面積if(polyContours.lotal()==4&cvContourArea(polyContours,CVWHOLESEQ,0)>600)(〃獲得輪新外框CvRectboimdingRect=cvBoundingRectfpoiyContours.0);〃檢驗輪廓寬高比doubleplateHWratio=((double)boundingRect.HidlhO)/((double)houndingRect.height());if(plateHWratio>2.8&plateHWratiov3.4)(〃設(shè)置原來備份的車輛灰度圖像的R3(感二趣區(qū)域)cvSetbnageROKvehiclelmageGrayClone.boundingRect):橫下來:進行車牌字符的分割//TODO:charactersegmentationonthelicenceimage于是,接下來將進行車牌字符的分割。(車牌的偏斜矯正一般情況下沒有必要,本文不討論)車牌字符分割而原來備份的車輛的圖像,就需在對車牌的區(qū)域進行設(shè)置和規(guī)劃之后,通過Canny進行邊緣檢測,最后對設(shè)置好的區(qū)域圖像做邊緣檢測cvCannyfIicencelmage,plate1ni(tgeCannyt128.255,3);同樣通過cvFindContours函數(shù)而找到連續(xù)的輪廓,就要求全部對車牌字符進行檢索判斷。而采用的判斷方法為:對于車牌輪廓外框高度,需要大于車牌高度的二分之一,而其寬度方面,需要小于車牌寬度的四分之一,達到這樣標準的就可以認定為完整的車牌字符。以此,車牌中的點號、孔隙和小范圍的污點均已被自動去除。分割后的字符,可以單獨識別,也可以拼接后一起識別車牌字符識別車牌語言的訓(xùn)練車牌語言訓(xùn)練的過程.就是提供給計算機目標文字圖像及相應(yīng)的文字,讓計算機自動分析并存儲這一對應(yīng)關(guān)系的過程。Tesseract為訓(xùn)練過程提供了一定的支持。首先,取得帶標準車牌文字的圖像文件然后,將它們上下拼接成一幅圖像,保存成TIFF格式。圖像寬高建議為1056*2000(單位像素),圖像分辨率96dpi,命名為-lf.exp10.tif‘o之所以將三類圖像拼接成一幅圖像,一方面是應(yīng)官方文檔要求,一類字體一幅圖片,三類字符同屬一種字符(這里命名為“cnlf”);另一方面是為了簡化訓(xùn)練過程,接下來開始生成中間文件。首先在計算機上安裝Tesseract引擎(目前是KsscracJocr-setup-3.01-l.exe)。然后,在命令行執(zhí)行以下命令:tesseractcnlp./pfi.exp10.tifcnlp.ipft.exp10batch.nochopmakebox該命令將使用默認的語言(英文)對cnLcnlf.cxplO.tififf行識別。識別結(jié)果將生成盒子文件文件cnlp.lpft.cxplO.box,文件中每一行均為所識別出的字符、其在訓(xùn)練圖片中的坐標(四列分別是左、下、右、下,坐標原點為圖片左下角)以及頁號在使用默認語言自動生成的盒子文件時,做出進行一定的修改,然后再輸入計算機,就算是在新語言學(xué)習(xí)的過程中完成了至關(guān)重要的一步。在盒子文件中自動生成的字符如果可以直接和對應(yīng)正確字符相互匹配,那么接著就會大大提升文件的修改速度,因為這樣的話僅僅需要把錯亂的字符改好就算完成;如若因為tesseract的原因,單個的字符被翻譯成了幾個字符的情況(即在解析的過程中,衍生出多個結(jié)果,或者在盒子文件的解釋里得到了多行記錄),則需要采取一定的手段找到所識別行與目標字符的則應(yīng)關(guān)系,再進行合并。其實,對于綜上所有問題,有種相對便捷的辦法。因為造成被tesseract錯誤解釋,并被檢測成多個字符的原因在于漢字的多樣性,漢字的結(jié)構(gòu)及其偏旁部首或多或少會帶來影響;直接使用生成的盒子文件就是通過文本文件的形式,來展示目標的字符,和這些字符的所在區(qū)域,范圍就是在訓(xùn)練圖片。所以對于字符復(fù)雜的、字符結(jié)構(gòu)特殊的或者字符的筆畫不連貫的,可以直接添加或刪減將其完整以便識別。盒子在被識別出來后就可以直接換回原圖,接下來的工作要簡單得多,按步驟:〃訓(xùn)練Tessemcl:tesseractcnlp.Ipft.exp10.tifcnlp.Ipft.exp10nohatchbox.trainH訊算宇符集:unicharsetyxtraclorcnlp.IpfiexpIO.hox〃讀取字體屬性:(新建字體屬性文件竹而roperties9內(nèi)容為“IpR00100”)niftrainin^-Ffontproperties-£/unicharsetcnlp.Ipft.exp10.tr〃分類歸并:mftraining-Ffontproperties?Uunicharsei-Ocnlp.unicharsetcnlpJpfi.explO.trcnIrainingcnlp.Ipft,exp10.tr”其他文件(數(shù)據(jù)宇典、unichwambi零)均不必提供?!▍R集所有中間文件,生成語言包:(先須為normproto,Micmfem,inUemp,pffmtciblefthmicharset等文件加上語言名前綴,這里用”;語言名建議遵循1SQ639.2標準)comhine_tessdatacnl.不出意外,專用車牌語言包cnl.traineddata即生成成功!cnl.traineddata同樣可在參考文獻網(wǎng)中下載得到。重要提醒:訓(xùn)練語言包的過程中,可能會有這樣或那樣的問題。多嘗試,多分析,查閱Tessearct項目的問題列表,并勇于提問,最終一定能成功。關(guān)于上述過程的討論,詳見Tessearct項目第557號問題討論El。343Tesseract庫在Android中的使用Tesseract庫在Android中的使用,同樣由JNI實現(xiàn)。開源項gtcsscract-android-tools6用于使用TesseractCR和Lcptonica圖像處理庫的一系列AndroidAPI和構(gòu)建文件。sseract??dfoftods田;com.googl^ode.leptonica.anckded£ftcom.google<ode.teefacc.ar4kc*jffld?【GenerM>dJarSAArdrod2J.3$*ArdrodDependenciesbnS^docSWcon>_0ooOcc<xJ?j8ptcHfca_/rdro(lucom_8<Rec(xje_t*eract_s&ddjfArdodff*.7^cpkadonn+日為lbsSWarrneatiibteptso;”bbte$s.soS〃.ffiffi2*obi百res.AndrodMentttt.rtbuW.xnil£C0PYW3pro^wrd.dgproject.prcpcrtiestREAWE共享庫liblept.so和libtess.so可以直接通過NDK編譯生成;目錄jin下存放的是這兩個庫的C/C+T源文件和編譯指令。有關(guān)NDK的相關(guān)知識,參考Android官方文檔包com.googlccodc.tesseract.android下的類TcssBascAPI即為TesseractOCR引擎的Java接口。它并沒有實現(xiàn)所有可用的JNI方法,不過實現(xiàn)的方法已經(jīng)夠用。它們主要包括:?com.googlecode.tesseract.android.TessBaseAPLTessBaseAPIf)構(gòu)造TessBaseAP實例?booleancom.googlecode.tesseract.android.TessBaseAPI.init(Stringdatapath.Stringlanguage)使用指定語言初始化Tesseract引擎。?voidconi.googlecode.tesseract.android.TessBaseAPLsetPageSegModefintmode)設(shè)置頁面分割模式,決定OCR引擎在識別文字之前要作多少處理。?voidcom.goog/ecode.tesseract,android.TessBaseAPI.setlmagefPiximage)設(shè)置待識別圖像。?Siringcom.googlecode.tesseract.android.TessBaseAPI.getUTF8Text()返回UTF&格式地識別出的文本。?in!com.googlecode.tesseract,android.TessBaseAPLmeanConfidence()返回文本識別結(jié)果的確定度。庫項目tcsscract-android-4.3車輛信息模塊(1)車輛信息庫(車牌號,車型M架號,車主姓名,車主電話,車主性別,車主出生年月,車主駕照號,車輛備案照片,備注人)其中率礙號為候選碼。因為車主信息并沒有其他的,并沒有為車主信息建立一個專用的表。(2)車輛登記單(車牌號,時間,地點,車輛登記照片,備注)。其中車牌號,時間,地點為候選碼;車輛登記照片指登記時拍攝的照片。而在這些相關(guān)信息之中,車輛登記單上所登記的車牌號是不以車輛信息庫的車牌號為準而參考的,因為業(yè)務(wù)的不同需求和業(yè)務(wù)的涉及領(lǐng)域不一樣,導(dǎo)致了登記的車輛的車牌號在車輛信息庫中可能沒有更新信息或者就并不存在;若信息并不存在的話,隨時將該車信息登記后,錄入車輛信息庫即可。在表“車輛信息庫”中,表中的全部信息是會和對應(yīng)的“車輛信息庫”列表的各個項相互匹配,這樣也是為了提高處理的效率和能力,讓用戶更快的瀏覽車輛登記記錄,對于已經(jīng)完成登記的車輛,其車主的姓名、聯(lián)系方式等登記過的信息也會被清晰地一一展示出來?!败囕v登記單”列表中的每一項中的數(shù)據(jù),除來自表“車輛信息庫”中的一行之外來以車牌號為連接條件,關(guān)聯(lián)了表“車輛信息庫”中相應(yīng)車輛的車主姓名和聯(lián)系電話等信息。因此,我們需要創(chuàng)建一個視圖“車輛登記信息單”,將之與類“車輛登記單”綁定:車輛登記信息單(車牌號,車主姓名,車主電話,地點,車輛登記照片,備注人)其中濟注字段來自于車輛登記單。
第五章車輛管理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.1系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為更加清楚地顯示項目的實現(xiàn)輪廓,首先給出項目的目錄結(jié)構(gòu),包括類的組成(src目錄)、引用的Jar包(lib目錄)和So共享j^Oib/amieabi目錄)、XML資源文件(心目錄)等。支撐條件支撐平臺(1)開發(fā)平臺1) EclipseIDEforJavaDevelopers最新版本。本項目采用IndigoServiceRelease2O2) AndroidADT最新版本,本項目采用ADT-16.0.1。3) AndroidSDK最新版本,本項目釆用android-sdk_rl8-windows.zip。4) AndroidNDK最新版本(非必需),本項目采用android-ndk-r8-windows.zipo5) 真實Android設(shè)備(可使用模擬器替代),本項目采用小米手機MI.ONEPLUS。(2)運行平臺1)最小SDK版本:2)硬件使用a)相機(非必需),用于拍攝車輛照片,并識別出車牌號。可手工輸入車牌號。b)GPS(非必須),用于自動獲取當前地理坐標,和車輛登記庫中的數(shù)據(jù)。c)硬件感應(yīng)(非必須),用于實現(xiàn)“搖一搖''快速登記車輛功能??赏ㄟ^點擊按鈕或選擇菜單進入登記車輛功能。d)移動網(wǎng)絡(luò)或WiFi(非必需),用于輔助GPS定位,將地理坐標轉(zhuǎn)化為實際地點名,以及同步車輛數(shù)據(jù)。e)通話與短信(非必需),用于快速撥打車主電話、發(fā)送車輛信息。(3)權(quán)限使用a)寫SD卡(WRITE_EXTERNAL_STORAGE),用于保存車輛照片。b)通話(CALLPHONE)c)短信(SENDSMS)d)振動(VIBRATE),用于在識別岀“搖一搖”動作時給出振動反饋。e)互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET)5.2系統(tǒng)代碼庫支撐代碼庫(1)tesseract-android-tools升源項目tcsscract-android-tools^jin目錄下是I冬I像識別庫Tcsscract-OCR和圖像處理庫Leptonica的C/C+本地代碼。通過AndroidNDK編譯二者,生成專用于Android設(shè)備ARM處理器的共享庫libtcss.so和liblcpl.so。當然,也可以從本項目在谷歌代碼上的代碼庫中取得,以免去重新編譯的麻煩。將這兩個共享庫復(fù)制到項目lib/armcabi目錄下。項目tesseract-android-tools使用JNI技術(shù)調(diào)用上述本地代碼。其他項目要調(diào)用上述本地代碼,直接引用tesseract-android-tools生成的Jar包tesseract-android-tools.jar即可。建議將Jar包存放在lib目錄下。(2)javacv與開源項目JavaCV的引用類似。項目JavaCV的編譯,對平臺的要求較多。這里直接引用其JarSjavacv.jaroJavaCV采用JavaCPP技術(shù)訪問本地代碼。JavaCPP訪問本地代碼的技術(shù)尚未集成在Android代碼棧中,因此須在每個使用它的項目中引用;其Jar包是javacpp.jar。項目JavaCV為完整地支持各種圖像、視頻的處理,引用了許多共享庫。本項目中只需要使用libopeiicvcorc.so,libjniopencv_core.su,libopencvimgproc.so,libjniopencvimgproc.so,1ibopencv_highgui.so,1ibjniopencv_highgui.so,libtcss.so,liblept.s.八個共享庫即可。(3)支撐數(shù)據(jù)項目用到了圖像貝別,前文詳細講述了專用于中華人民共和國機動車號牌的語言包的訓(xùn)練方法。該語言包名為-cnl.traineddata';大小為515KB.需要放在SD卡上,圖像識別時讀取。為了最大限度地降低用戶使用本系統(tǒng)的難度,本項目不使用普遍使用的從網(wǎng)絡(luò)下載SD卡上所需資源文件的方法,而是將它直接放置在項目assets目錄下。圖像識別過程中,如果檢測到SD卡上不存在該語言包則自動將其復(fù)制到SD卡特定目錄(本項目使用Tesscract-OCRiS語言包標準目錄/sdcard/tesseract/tessdata/)T5.3系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境在Android中,SQLite數(shù)據(jù)庫作為應(yīng)用程序永久保存數(shù)據(jù)的重要機制,得到了Android的強大支持。應(yīng)用程序訪問SQLite數(shù)據(jù)庫,無需事先配置好數(shù)據(jù)庫,然后指定連接字符串訪問(SQLite本身是零配置、零服務(wù)的);相反,應(yīng)用程序像進行普通文件操作一樣,通過代碼創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,更新數(shù)據(jù)庫,升級數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫設(shè)計一節(jié)中已經(jīng)描述了本應(yīng)用中數(shù)據(jù)庫的表和視圖的結(jié)構(gòu)。在對表的描述中,提到了“候選碼”而非“主碼”是因為,我們將使用一個整型自增片段作為主碼,以與更加方便地與列表適配器(ListAdapter)相匹配,在一定程度上提升代碼編寫效率和程序運行效率。數(shù)據(jù)庫的模式創(chuàng)建如下:CREATETABLEInfo(_id.licence,type,vin.name,phone,gender,birth,drivinglicence,note,photo);CREATETABLEQueryfjd.time,place,note,photo,Jicence):CREATEVIEWQueiylnfoASSELECTQuery.JdASjd.JicenceASlicence,name.phone,time,place.Query1,noteASnote.Queiy.photoASphotoFROMQuery9LEFTOUTERJOiNInfoONJicence-licence
第六章車輛管理系統(tǒng)的測試6.1測試方法應(yīng)用程序在開發(fā)設(shè)備上運行良好,能滿足需求分析中所研究各大使用場景和用例的基本需求。下面將結(jié)合需求設(shè)計中的幾個用例給出具有代表性的程序運行截屏。6.1.1瀏覽車輛信息庫“車輛信息庫”這一頁的內(nèi)容中,會以車牌號排序來展示一共52條車輛信息。在列表項的左側(cè)會顯示的是車牌號、車主姓名與電話等信息,右側(cè)則是該車輛在備案時記錄的照片。單擊“車輛登記單”按鈕,可切換至“車輛登記單”項面;單擊“查詢,登記車輛”按鈕,可切換至“查詢/登論車輛”頁面;單擊列表項可切換至“查看車輛”頁面。單擊“快速會找”按鈕,標題欄將變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài),可輸入任一已知字段中的文本片段進行查找,列表項實時更新。長按列表項,將彈出上下文菜單,可對車輛信息進行查看(切換至“查看車輛”頁面)、編輯、刪除操作,可快速聯(lián)系車主,可短信發(fā)送車輛信息,可復(fù)制部分或全部字段至剪切板。6.1.2瀏覽車輛登記單“車輛登記單”頁以列表形式顯示了所有共53條車輛登記記錄,以登記時間逆序排序。列表項中,左側(cè)是車輛的登記照片,右側(cè)是所識別或輸入車牌號、通過車牌號所得的車主姓名和電話等信息。在車輛登記單這一頁中,還會單獨記錄下車輛的登記時間和所在地點,而在記錄登記時間時,會以相對時間(如“剛才”“10分鐘前”“35分鐘前”等)的形式展示給用戶,這部分的內(nèi)容對于在特定的環(huán)境和情況下會起到很大的作用?!盀g覽車輛登記單”頁面中的操作,和前述“瀏覽車輛信息庫”頁面的操作十分類似,這里不再贅述。6.1.3查看車輛“查看車輛''頁顯示了指定車輛的信息以及其所有登記記錄。同樣可對該車輛的登記實施編輯、刪除操作。同時,還可以新建登記記錄;系統(tǒng)將自動填入登記的時間和經(jīng)緯度信息。6.1.4查詢/登記車輛“查詢登記車輛頁取得用拍攝或選擇的車輛照片,自動檢測到車牌并對其圖像進行加工,最后完成識別并等待用戶進行確認。用戶在確認了信息之后,這次登記將會被系統(tǒng)自動保存所得車牌號碼將會被送往車輛信息庫進行檢索查找,查詢是否有相匹配的。如若并沒有,那沒在“查看車輛”這一頁的上方就是空白項,無任何的車輛信息,空白的區(qū)域?qū)⒘艚o用戶對該車的車輛進行登記,并記錄下信息。6.2系統(tǒng)的測試軟件的測試的方法主要就是白盒測試和黑盒測試這兩種,而在對Android應(yīng)用進行白盒測試,AndroiAPI提供了ActivitylnstnimcntationTcstCasc2等測試專用的類,用以模擬用戶和系統(tǒng)對應(yīng)用的操作或調(diào)用,對應(yīng)用實施快速自動地測試。本次設(shè)計的系統(tǒng)選用了手工測試的測試方法。對于之前所敘述的不同案例和數(shù)據(jù)進行測試。對可能的路徑進行估計后再做測試,這樣在發(fā)現(xiàn)有任何問題戶可以第一時間找到所屬類型,再將其逐一解決。在設(shè)置規(guī)劃邊界條件時,如對列表項目的規(guī)劃、不同項目的實施編輯或刪除、項目的設(shè)置,而在對函數(shù)編寫的過程中遇到的空白字符、參數(shù),或者其他方面有的異常情況,例如GPS無響應(yīng)、SD卡受損、文件空白或不存在等,該程序都已有充足的準備可以應(yīng)對硬件和軟件等不同情況。此外,代碼中關(guān)鍵部分都設(shè)置了日志記錄,遇到問題可迅速定位并解決。6.3測試總結(jié)針對關(guān)鍵技術(shù)車牌識別,由于本項目目前的主要工作只是將車牌識別技術(shù)在Andreid
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