OpenCV On Android环境配置最新&最全指南

2017-04-12 本文已影响3199人徒步青云

简介

本教程是经过本人多次踩坑，并参考网上众多OpenCV On Android的配置教程总结而来，尽希望能帮助学习移动图像处理的朋友们少走弯路。
这也是本人第一次在简书上发布文章，如有不足，希望各位dalao能够指正，我也将及时修改。配置上如果遇到问题，也可以在评论里留言，我将尽力帮助解决。
如有转载，请标明出处http://www.jianshu.com/p/b260ebb1c180。
如果您使用的是android studio，请参考下一章OpenCV On Android环境配置最新&最全指南(Android studio篇)。

环境

电脑：Windows10
Java：jdk1.8.0_131
Eclipse：Neon.3 Release (4.6.3)
ADT：ADT-23.0.7
NDK：Android Studio2.3自带的最新NDK
OpenCV：V3.2.0
SDK：25.2.5 (单独下载，请不要与Android Studio同用，否则你将不能在eclipse上正确创建Android项目)

注：以上配置基本上为最新版本

一、创建OpenCV Demo

这里只需创建普通Eclipse Android项目工程，没什么重要的地方可说的，如果这都不会，建议先把Android基础学好。这里我创建的是名为OpenCVDemo的项目，包名为com.demo.opencv。

二、选择您所需要的环境

1、如果你只想用在应用层编写程序的话，请直接阅读下面OpenCV Java库使用指南；
2、如果只想在原生层快速进行图像处理的话，请直接跳到下面OpenCV NDK库使用指南；
3、如果想同时使用OpenCV Java库和Native库的话，请参考OpenCV 混合使用指南；
接下来我简要介绍两者的区别与优缺点。

1、使用OpenCV Java库和NDK库的区别

简而言之，如果使用OpenCV Java库，你只需在应用层使用Java语言编写代码，由OpenCV Java库通过AIDL连接OpenCV Manager进行图像处理。
如果你使用的OpenCV NDK库，就能在原生层使用C/C++编写代码，此时就涉及到JNI。
虽然两者使用的编程语言不同，但最终结果都是在原生层实现图像处理功能，因为OpenCV Java库只是将原生代码(C/C++)用Java封装(JNI)好，并打包成so文件，存入OpenCV Manager里，外部应用通过AIDL进行调用，这就是为什么使用Java库时必须要额外安装OpenCV Manager的原因了。不过我将会在OpenCV Java库使用指南中介绍一个不需要安装OpenCV Manager的方法，弥补其不足，同时OpenCV 混合使用指南则提供一个更为简便的方法。

2、使用OpenCV Java库和NDK库的优缺点

** Java库的缺点：**
如果使用Java库的话，手机上除了安装你编写的应用外，还需要额外安装OpenCV Manager文件，其位于OpenCV Android SDK/apk/目录下，请根据你编写的apk架构(如果你仅使用Java开发，则可以不用考虑apk架构)和你手机cup架构选择对应的apk文件，一般这两个选择armeabi架构便能兼容绝大多数的手机。
** Java库的优点：**
1、不需要C/C++的功底便能轻松实现在Android客户端的图像处理，非常适合只会Java语言的编程人员。
2、因为有两个应用(自己编写的程序和OpenCV Manager)，你将获得更多的内存处理空间(一个Android应用默认分配内存上限为24M)。
3、Java库封装了几个摄像头显示控件，如：JavaCameraView，NativeCameraView(目前OpenCV3.2里该控件已经被取消)，我们使用少量代码就能实现摄像头数据采集->处理->显示等一系列操作。
** NDK库的优点：**
1、如果使用Native库的话，你可以完全抛弃OpenCV Manager的安装，同时由于在底层进行图像处理，其处理速度会增加(但由于Android高版本的优化，加上OpenCV Java库其实也是在调用其原始层的库，所以这种差距并不明显)。
2、使用NDK库的话，需采用C\C++进行编程，此方法更便于从Visual Studio进行程序移植。
NDK库的缺点：
需要一定的C\C++功底，如果涉及到调用摄像头，需自行编写缓冲框架，避免数据帧堵塞。同时必须熟悉JNI的函数操作，何时释放内存和引用等等。如果你想在底层进行OpenGL ES渲染图像，还需对Android底层和OpenGL ES有一定了解(但前者并不是必须的)。

三、OpenCV Java库使用指南

环境配置

第一步：Eclipse菜单->File->Import->Android->Existing Android Code Into Workspace（如果没此选项，请确保你的eclipse 上ADT是否配置正确），然后导入OpenCV Android SDK\ sdk\java这个项目。

1.png

为了防止误操作OpenCV库，建议勾选Copy project into workspace，将该库copy到你的工作文件夹。然后Finish，如果导入后出现报错，请将Project build Target设置为Android5.0以上(因为一般是Camera2报错，Camera2只存在于Android5.0+)，具体方法是项目鼠标右键，选择Properties，然后点击Android，选择Android5.0以上的版本即可，然后OK，这里我选择的是6.0。

2.png

第二步：在你的项目右键也进入上图的页面，Library选择Add，添加OpenCV库(如下图)，OK后，你的项目将可以使用OpenCV Java函数了。

3.png

Demo编写

创建一个Java图像处理类OpenCV_Java .java(请忽略我的命名)
OpenCV_Java .java内容：

public class OpenCV_Java extends BaseLoaderCallback {
    private boolean isInit = false;
    private Context context;
    public OpenCV_Java(Context context){
        super(context);
        this.context = context;
    }
    
    @Override
    public void onManagerConnected(int status) {
           switch (status) {
             case LoaderCallbackInterface.SUCCESS:
                 isInit = true;
              break;
             default:
                 isInit = false;
                 super.onManagerConnected(status);
              break;
         }
    }
    public void toGary(Bitmap bitmap){
        if(isInit){
            Mat mat = new Mat();
            Utils.bitmapToMat(bitmap, mat);
            Imgproc.cvtColor(mat, mat,Imgproc.COLOR_RGBA2GRAY );
            Utils.matToBitmap(mat, bitmap);
        }else{
            Toast.makeText(context, "OpenCV init error", Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
    }
}

MainActivity.java内容：

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
    private ImageView imageView;
    private Bitmap bitmap;
    private Button showBtn, processBtn;
    private OpenCV_Java javaUtil = new OpenCV_Java(this);

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        imageView = (ImageView) findViewById(R.id.imageView);
        showBtn = (Button) findViewById(R.id.show);
        showBtn.setOnClickListener(this);
        processBtn = (Button) findViewById(R.id.process);
        processBtn.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        if (!OpenCVLoader.initDebug()) {
            OpenCVLoader.initAsync(OpenCVLoader.OPENCV_VERSION_3_2_0, this, javaUtil);
        } else {
            javaUtil.onManagerConnected(LoaderCallbackInterface.SUCCESS);
        }
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        if (v == showBtn) {
            bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.ic_launcher);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        } else {
            if (bitmap != null) {//避免二次处理
                javaUtil.toGary(bitmap);
                imageView.setImageBitmap(bitmap);
                bitmap = null;
            }
        }
    }
}

布局内容：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <ImageView
        android:id="@+id/imageView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:orientation="horizontal" >

        <Button
            android:id="@+id/show"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1" 
            android:text="show"/>

        <Button
            android:id="@+id/process"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1" 
            android:text="process"/>
    </LinearLayout>

</RelativeLayout>

安装OpenCV Manager

其位置位于OpenCV-android-sdk\apk目录下，选择合适的apk程序，一般选择OpenCV_3.2.0_Manager_3.20_armeabi.apk即可。

运行Demo

将项目编译打包成apk，安装到手机，运行，点击按钮show后，其效果如图所示：

4.png

点击按钮process，将其转化为灰度图，如下所示：

5.png

注意：

如果出现OpenCV was not initialised correctly.Application will be shut down，可能是你的OpenCV Manager程序与你的cpu架构不同，选择合适的apk即可。如果是手机版本比较高，有可能手机会阻止你的应用去调用OpenCV Manager，其目的是防止恶意软件相互唤醒(比如百度全家桶)，解决方法自行百度(因为没有统一的方法)。

抛弃OpenCV Manager：

安装一个额外的apk对用户来说非常不友好，但使用C/C++编程，对一些Java程序员又提高了实现难度，故我们应该想一个两全其美的方法，即帮助开发人员使用java快速开发，又给用户一良好体验。
思路：
Java库实际上只是对NDK库进行java封装，将so文件放在OpenCV Manager内，通过AIDL进行数据交流，并实现图像处理。
解决办法:
如果我们将OpenCV Manager里面的NDK库放到我们的应用里，不就能抛弃OpenCV Manager并实现图像处理了吗？答案是YES，我们将OpenCV-android-sdk\sdk\native\libs\[架构]目录下(这里选择合适的架构，一般用armeabi即可)的libopencv_java3.so放在你的项目libs\[架构]目录(需自己手动创建)下，项目结构如图：

6.png

然后在你的MainActivity.java里面静态加载这个so库


public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
    private ImageView imageView;
    private Bitmap bitmap;
    private Button showBtn, processBtn;
    private OpenCV_Java javaUtil = new OpenCV_Java(this);

    static{
        System.loadLibrary("opencv_java3");
    }
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ......下面内容不变

编译并安装，这时候，你就可以将你的OpenCV Manager卸载掉了。运行结果与之前的无异。
此方法并不是完美的，因为在这个程序里，你只实现了彩色图像变灰度图像，但你却安装了这个原生库，apk足足有4.39M，相比之前的194k来说，接近增长了20倍。但如果你的应用比较大，而这个so文件的大小是固定的，此时采用此方法将是一个不错的选择。

四、OpenCV NDK库使用指南

环境配置

第一步：配置NDK环境
进入菜单->Window->Preferences->Android->NDK，设置NDK Location路径，注：请确保该路径下存在ndk-build.cmd文件。如下图：

7.png

第二步：配置JNI环境
这里我将使用简便方法快速配置：
1、在你的项目右键Android Tools->Add native support->输入合适的名称->确定，这里我就直接使用默认的"OpenCVDemo"。
2、本地新建一个xml文件，将下面内容copy进去，修改其中的路径。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<cdtprojectproperties>
<section name="org.eclipse.cdt.internal.ui.wizards.settingswizards.IncludePaths">
<language name="c,cpp">
<includepath>D:/Android/android-sdk/ndk-bundle/platforms/android-9/arch-arm/usr/include</includepath>
<includepath>D:/Android/android-sdk/ndk-bundle/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.9/include</includepath>
<includepath>D:/Android/android-sdk/ndk-bundle/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.9/libs/armeabi/include</includepath>
<includepath>D:/Android/android-sdk/ndk-bundle/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.9/libs/armeabi-v7a/include</includepath>
<includepath>D:/Android/android-sdk/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/windows-x86_64/lib/gcc/arm-linux-androideabi/4.9.x/include</includepath>
<includepath>D:/OpenCV/OpenCV-android-sdk/sdk/native/jni/include</includepath>

</language>
</section>
<section name="org.eclipse.cdt.internal.ui.wizards.settingswizards.Macros">
<language name="c,cpp">

</language>
</section>
</cdtprojectproperties>

3、项目右键选择最后一个Properties，然后选择C/C++ General -> Path and Symbols，如图所示：

8.png

点击Import Settings->Browse，在电脑本地选择上面的xml文件，点击Finish，环境就导入成功了。
接下来查看环境是否正确。
1、查看路径是否存在：按照下图，将编译器切换到C/C++编辑器模式：

9.png
展开项目，查看Include目录下路径是否为灰色(如下图)，并且都能展开，如果都满足，表示路径都存在。

10.png
2、查看环境是否正常。进入jni目录，打开OpenCVDemo.cpp，在#include<jni.h>这句代码上使用Ctrl+鼠标左键，如果eclipse能打开jni.h这个文件，说明你的JNI环境就搭建成功了。
第二步：配置OpenCV NDK环境
1、将下面内容copy进Android.mk文件，其中OPENCV_ANDROID_SDK 请设置为正确路径，同时请注意我在清单文件里的注释**。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
# ###########################################################
#这里改成你的路径，分割线内其余内容不变
OPENCV_ANDROID_SDK := D:/OpenCV/opencv_android_sdk

#OPENCV_BULID_TYPE := NDK #默认NDK环境,不会自动导入openCV_java3.so,故不支持OpenCV Java库
OPENCV_BULID_TYPE := JAVA_AND_NDK #将自动导入openCV_java3.so,来支持Java库(无需安装OpenCV Manager)

ifeq ($(OPENCV_BULID_TYPE), JAVA_AND_NDK) 
    OPENCV_LIB_TYPE := SHARED
    OPENCV_INSTALL_MODULES := on
else
    OPENCV_LIB_TYPE := STATIC
endif 

ifdef OPENCV_ANDROID_SDK
  ifneq ("","$(wildcard $(OPENCV_ANDROID_SDK)/OpenCV.mk)")
    include ${OPENCV_ANDROID_SDK}/OpenCV.mk
  else
    include ${OPENCV_ANDROID_SDK}/sdk/native/jni/OpenCV.mk
  endif
else
  include ../../sdk/native/jni/OpenCV.mk
endif
# ###########################################################

#动态链接日志库
LOCAL_LDLIBS += -llog -ljnigraphics

LOCAL_MODULE    := OpenCVDemo
LOCAL_SRC_FILES := OpenCVDemo.cpp

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

2、在jni目录下增加Application.mk文件
其内容如下：

APP_STL := gnustl_static
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions
APP_ABI := armeabi
APP_PLATFORM := android-8
APP_OPTIM := debug

到此为止，NDK环境配置完毕。

Demo编写

布局文件与上面的Java Demo无异，MainActivity.java内容如下：

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
    private ImageView imageView;
    private Bitmap bitmap;
    private Button showBtn, processBtn;
    private OpenCV_NDK nativeUtil = new OpenCV_NDK();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        imageView = (ImageView) findViewById(R.id.imageView);
        showBtn = (Button) findViewById(R.id.show);
        showBtn.setOnClickListener(this);
        processBtn = (Button) findViewById(R.id.process);
        processBtn.setOnClickListener(this);
    }


    @Override
    public void onClick(View v) {
        if (v == showBtn) {
            bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.ic_launcher);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        } else {
            if (bitmap != null) {
                nativeUtil.toGary(bitmap);
                imageView.setImageBitmap(bitmap);
                bitmap = null;
            }
        }
    }
}

这里可以看出并无太大的改变。其中OpenCV_NDK.java内容如下：

public class OpenCV_NDK {

    static{
        System.loadLibrary("OpenCVDemo");
    }
    
    native void toGary(Object bitmap);
}

是不是特别简单^_。然后在控制台使用javah命令将其生成jni头文件，此处我用的一键生成(参考了《Android C高级编程使用NDK》)，Eclipse配置如下：
菜单Run->External Tools->External Tools Configurations，双击Program，右侧将产生新界面。配置如下：

Main选项卡里
Name：Generate C and C++ HeaderFile
Location：${system_path:javah}
Working Directory：${project_loc}/jni
Arguments：-classpath "${project_classpath};
${env_var:ANDROID_SDK_HOME}/platforms/android-14/android.jar" ${java_type_name}

切换到Refresh选项卡：
选中Refresh resource up completion，并在列表里选择The project containing the selected resource

切换到Common选项卡，勾选上External Tools。

配置完成(上面的配置按照实际情况修改，本人建议还是使用javah命令生成头文件)
其中ANDROID_SDK_HOME是我在电脑环境配置里创建的一个变量，指向的是sdk路径。

然后将你的鼠标点中OpenCV_NDK.java，然后点击如图所示位置：

11.png

几秒后，将生成com_demo_opencv_OpenCV_NDK.h头文件（这个文件名跟你包名和类名有关）。
将OpenCVDemo.cpp修改为如下内容：

#include "com_demo_opencv_OpenCV_NDK.h"
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <android/bitmap.h>

using namespace cv;

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_demo_opencv_OpenCV_1NDK_toGary
  (JNIEnv *env, jobject thiz, jobject bitmap){
    AndroidBitmapInfo bitmapInfo;
    void* bitmapPixels;

    int width, height, ret;

    //解析bitmap
    if ((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &bitmapInfo)) < 0) {
        return;
    }
    if (bitmapInfo.format != ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888) {
        return ;
    }
    if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &bitmapPixels)) < 0) {
        return;
    }
        
    width = bitmapInfo.width;
    height = bitmapInfo.height;

    Mat bgra(height, width, CV_8UC4, bitmapPixels);
    Mat gary;
    cvtColor(bgra,gary,COLOR_RGBA2GRAY);
    cvtColor(gary,bgra,COLOR_GRAY2BGRA);

    AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}

然后编译运行，结果与Java运行结果无异，无需安装OpenCV Manager，此方法编译的安装包只有951kb，图像处理时间本人并没有计算，应该相差无几。

五、OpenCV 混合使用指南

假设你已经看了前两种配置，习惯于Java开发，但又觉得OpenCV Java库提供的方法不够，希望使用混合开发，那恭喜你，这一部分就是你所需要的。这部分内容很少，总结起来就两部分：
1、导入OpenCV Java库并关联你的应用，参考OpenCV Java库使用指南(记得写静态加载so库的内容，但so文件不需要你手动导入)。
2、配置JNI环境与NDK环境，参考OpenCV NDK库使用指南。
3、修改Android.mk文件内容：OPENCV_BULID_TYPE := NDK为OPENCV_BULID_TYPE := JAVA_AND_NDK。
然后编译，这时候Android.mk会打包你的原生代码成libOpenCVDemo.so文件，并将其与libopencv_java3.so同时放入你的libs目录。
如图：

12.png
这样就轻易实现免安装OpenCV Manager，进行java和c++混合处理图像，同时免于手动导入libopencv_java3.so，注意：静态导入so的代码必须有。

六、总结

本教程致力于帮助OpenCV新人快速配置，可能有不足之处，接受大家的建议与批评，后续将进行补充和改进。同时欢迎大家一起探讨Android图像处理的知识，共同进步。

OpenCV On Android学习群.png

OpenCV On Android环境配置最新&最全指南

简介

环境

一、创建OpenCV Demo

二、选择您所需要的环境

1、使用OpenCV Java库和NDK库的区别

2、使用OpenCV Java库和NDK库的优缺点

三、OpenCV Java库使用指南

环境配置

Demo编写

安装OpenCV Manager

运行Demo

注意：

抛弃OpenCV Manager：

四、OpenCV NDK库使用指南

环境配置

Demo编写

五、OpenCV 混合使用指南

六、总结

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