[转]在MacOS和iOS系统中使用OpenCV
OpenCV 是一个开源的跨平台计算机视觉库，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。
最近试着在 MacOS 和 iOS 上使用 OpenCV，发现网上关于在 MacOS 和 iOS 上搭建 OpenCV 的资料很少。好不容易搜到些资料，却发现由于 OpenCV 和 Xcode 的版本更新，变得不再有用了。有些问题费了我很多时间，在此总结分享给大家，希望后来人少走些弯路。
可以预见到，随着 Xcode 和 OpenCV 的版本更新，本文可能不再有效了。
所以特此注明，文本介绍的搭建方法仅针对于 Xcode4.5.1 和 OpenCV 2.4.2 版本。
（2013-6-22）更新: 我在 Xcode4.6.2 和 OpenCV 2.4.5 版本的时候重新进行了一次环境搭建，以下内容做了相应调整，应该也是有效的。
MacOS 系统中使用 OpenCV
在 Mac OS Lion 中安装 OpenCV
相信大部分 Mac 用户都安装了 brew 或 port，如果你没有装，那么首先安装一下 brew 吧。使用如下命令安装 brew:
ruby -e "$(curl -fsSkL raw.github.com/mxcl/homebrew/go)"
在安装好 brew 后，只需要一条命令就可以安装 OpenCV 了：
brew install opencv
通常情况下这样做就应该会安装成功，但我在公司和家里面的电脑尝试的时候，brew 都会报一些错误，我遇到的都是一些小问题，按照 brew 的提示信息，解决掉相应的问题即可。
安装成功后，你应该可以在 “/usr/local/include” 目录下找到名为 opencv 和 opencv2 的目录，这里面是 OpenCV 相关的头文件。你也可以在 “/usr/local/lib” 目录下找到许多以 libopencv_ 开头的 .dylib 文件，这些是 OpenCV 的链接库文件。
在 Mac OS Mountain Lion 中安装 OpenCV
按照 该教程，先用 brew 安装 cmake.
去 OpenCV 官网 下载 Linux/Mac 版的源码，将源码解压后，在控制台中切换到源码目录，执行如下操作：
# make a separate directory for building
mkdir build
cd build
cmake -G "Unix Makefiles" ..
# Now, we can make OpenCV. Type the following in:
make -j8
sudo make install
上面的命令在执行时要注意，整个源码目录的路径不能带空格。否则编译会报错找不到一些文件。
安装成功后，你应该可以在 “/usr/local/include” 目录下找到名为 opencv 和 opencv2 的目录，这里面是 OpenCV 相关的头文件。你也可以在 “/usr/local/lib” 目录下找到许多以 libopencv_ 开头的 .dylib 文件，这些是 OpenCV 的链接库文件。
在 MacOS 系统中使用 OpenCV
接着我们可以试着在 Xcode 工程中使用 OpenCV。
新建一个 Cocoa Application 的工程。工程建好后，选中工程的 Target，在 Build Settings 一样，找到 “Header Search Paths” 这一个选项，将它的值改为 “/usr/local/include”。
同样还需要设置的还有 “Lib Search Paths” 这一项，将它的值改为 “/usr/local/lib/**”, 如下所示：
image
接着切换到 Build Phases 这个 tab，在 “Link Binary With Libraries” 中，选项 + 号，然后将弹出的文件选择对话框目录切换到 “/usr/local/lib” 目录下，选择你需要使用的 OpenCV 链接库（通常情况下，你至少会需要 core、highgui 和 imgproc 库)，如下图所示（截图中的 OpenCV 版本号可能和你的有差别，但应该不影响）：
image
这里有一个技巧，因为 /usr 目录在对话框中默认不是可见的，可以按快捷键 command + shift + G，在弹出的 “前往文件夹 “ 对话框中输入 /usr/local/lib ，即可跳转到目标文件夹。如下图所示：
image
下一步是我自己试出来的，对于 Lion 操作系统，你需要在 Build Settings 中，将 “C++ Language Dialect” 设置成 C++11，将 “C++ Standard Library” 设置成 libstdc++ ，如下图所示。个人感觉是由于 Xcode 默认设置的 GNU++11、libc++ 与 OpenCV 库有一些兼容性问题，我在更改该设置前老是出现编译错误。后续版本在 Montain Lion 系统中解决了这个问题，不用进行这一步了。
image
把上面的设置都做好后，就可以在需要的使用 OpenCV 库的地方，加上 opencv 的头文件引用即可：
#import "opencv2/opencv.hpp"
注意，如果你的源文件扩展名是 .m 的，你还需要改成 .mm，这样编译器才知道你将会在该文件混合使用 C++ 语言和 Objective-C 语言。
OpenCV 处理图象需要的格式是 cv::Mat 类，而 MacOS 的图象格式默认是 NSImage，所以你需要知道如何在 cv::Mat 与 NSImage 之前相互转换。如下是一个 NSImage 的 Addition，你肯定会需要它的。该代码来自 stackoverflow 上的 这个贴子。
NSImage+OpenCV.h 文件：
//
// NSImage+OpenCV.h
//
// Created by TangQiao on 12-10-26.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "opencv2/opencv.hpp"
@interface NSImage (OpenCV)
+(NSImage*)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat;
-(id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat;
@property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVMat;
@property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVGrayscaleMat;
@end
NSImage+OpenCV.mm 文件：
//
// NSImage+OpenCV.mm
//
// Created by TangQiao on 12-10-26.
//
#import "NSImage+OpenCV.h"
static void ProviderReleaseDataNOP(void *info, const void *data, size_t size)
{
return;
}
@implementation NSImage (OpenCV)
-(CGImageRef)CGImage
{
CGContextRef bitmapCtx = CGBitmapContextCreate(NULL/*data - pass NULL to let CG allocate the memory*/,
[self size].width,
[self size].height,
8 /*bitsPerComponent*/,
0 /*bytesPerRow - CG will calculate it for you if it's allocating the data. This might get padded out a bit for better alignment*/,
[[NSColorSpace genericRGBColorSpace] CGColorSpace],
kCGBitmapByteOrder32Host|kCGImageAlphaPremultipliedFirst);
[NSGraphicsContext saveGraphicsState];
[NSGraphicsContext setCurrentContext:[NSGraphicsContext graphicsContextWithGraphicsPort:bitmapCtx flipped:NO]];
[self drawInRect:NSMakeRect(0,0, [self size].width, [self size].height) fromRect:NSZeroRect operation:NSCompositeCopy fraction:1.0];
[NSGraphicsContext restoreGraphicsState];
CGImageRef cgImage = CGBitmapContextCreateImage(bitmapCtx);
CGContextRelease(bitmapCtx);
return cgImage;
}
-(cv::Mat)CVMat
{
CGImageRef imageRef = [self CGImage];
CGColorSpaceRef colorSpace = CGImageGetColorSpace(imageRef);
CGFloat cols = self.size.width;
CGFloat rows = self.size.height;
cv::Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels
CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data
cols, // Width of bitmap
rows, // Height of bitmap
8, // Bits per component
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNoneSkipLast |
kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), imageRef);
CGContextRelease(contextRef);
CGImageRelease(imageRef);
return cvMat;
}
-(cv::Mat)CVGrayscaleMat
{
CGImageRef imageRef = [self CGImage];
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
CGFloat cols = self.size.width;
CGFloat rows = self.size.height;
cv::Mat cvMat = cv::Mat(rows, cols, CV_8UC1); // 8 bits per component, 1 channel
CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data
cols, // Width of bitmap
rows, // Height of bitmap
8, // Bits per component
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNone |
kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), imageRef);
CGContextRelease(contextRef);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
CGImageRelease(imageRef);
return cvMat;
}
+ (NSImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat
{
return [[[NSImage alloc] initWithCVMat:cvMat] autorelease];
}
- (id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat
{
NSData *data = [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize() * cvMat.total()];
CGColorSpaceRef colorSpace;
if (cvMat.elemSize() == 1)
{
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
}
else
{
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
}
CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((CFDataRef)data);
CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, // Width
cvMat.rows, // Height
8, // Bits per component
8 * cvMat.elemSize(), // Bits per pixel
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault, // Bitmap info flags
provider, // CGDataProviderRef
NULL, // Decode
false, // Should interpolate
kCGRenderingIntentDefault); // Intent
NSBitmapImageRep *bitmapRep = [[NSBitmapImageRep alloc] initWithCGImage:imageRef];
NSImage *image = [[NSImage alloc] init];
[image addRepresentation:bitmapRep];
CGImageRelease(imageRef);
CGDataProviderRelease(provider);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
return image;
}
@end
完成以上步骤后，恭喜你，你可以在源代码中自由地调用 OpenCV 的函数了。
在 iOS 系统中使用 OpenCV
下载或编译 opencv2.framework
接下来介绍如何在 iOS 程序中使用 OpenCV。在 iOS 上使用最新的 OpenCV 库比较简单，进入 opencv 的官网，下载 build 好的名为 opencv2.framework 即可（下载地址）。
如果你比较喜欢折腾，也可以自行下载 opencv 的源码，在本地编译 opencv2.framework。这里 有官方网站的教程，步骤非常简单，不过我照着它的教程尝试了一下失败了。感觉还是 Xcode 编译器与 OpenCV 代码的兼容性问题，所以就没有继续研究了。
在 iOS 程序中使用 OpenCV
新建一个 iOS 工程，将 opencv2.framework 直接拖动到工程中。然后，你需要在 Build Settings 中，将 “C++ Standard Library” 设置成 libstdc++。
因为 opencv 中的 MIN 宏和 UIKit 的 MIN 宏有冲突。所以需要在 .pch 文件中，先定义 opencv 的头文件，否则会有编译错误。将工程的 .pch 文件内容修改成如下所示：
#import <Availability.h>
#ifdef __cplusplus
#import <opencv2/opencv.hpp>
#endif
#ifdef __OBJC__
#import <UIKit/UIKit.h>
#import <Foundation/Foundation.h>
#endif
把上面的设置都做好后，就可以在需要的使用 OpenCV 库的地方，加上 opencv 的头文件引用即可：
#import "opencv2/opencv.hpp"
还是那句话，如果你的源文件扩展名是 .m 的，你还需要改成 .mm，这样编译器才知道你将会在该文件中混合使用 C++ 语言和 Objective-C 语言。
同样，iOS 程序内部通常用 UIImage 表示图片，而 OpenCV 处理图象需要的格式是 cv::Mat，你会需要下面这个 Addition 来在 cv::Mat 和 UIImage 格式之间相互转换。该代码来自 aptogo 的开源代码，他的版权信息在源码头文件中。
UIImage+OpenCV.h 文件：
//
// UIImage+OpenCV.h
// OpenCVClient
//
// Created by Robin Summerhill on 02/09/2011.
// Copyright 2011 Aptogo Limited. All rights reserved.
//
// Permission is given to use this source code file without charge in any
// project, commercial or otherwise, entirely at your risk, with the condition
// that any redistribution (in part or whole) of source code must retain
// this copyright and permission notice. Attribution in compiled projects is
// appreciated but not required.
//
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface UIImage (UIImage_OpenCV)
+(UIImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat;
-(id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat;
@property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVMat;
@property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVGrayscaleMat;
@end
UIImage+OpenCV.mm 文件：
//
// UIImage+OpenCV.mm
// OpenCVClient
//
// Created by Robin Summerhill on 02/09/2011.
// Copyright 2011 Aptogo Limited. All rights reserved.
//
// Permission is given to use this source code file without charge in any
// project, commercial or otherwise, entirely at your risk, with the condition
// that any redistribution (in part or whole) of source code must retain
// this copyright and permission notice. Attribution in compiled projects is
// appreciated but not required.
//
#import "UIImage+OpenCV.h"
static void ProviderReleaseDataNOP(void *info, const void *data, size_t size)
{
// Do not release memory
return;
}
@implementation UIImage (UIImage_OpenCV)
-(cv::Mat)CVMat
{
CGColorSpaceRef colorSpace = CGImageGetColorSpace(self.CGImage);
CGFloat cols = self.size.width;
CGFloat rows = self.size.height;
cv::Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels
CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data
cols, // Width of bitmap
rows, // Height of bitmap
8, // Bits per component
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNoneSkipLast |
kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), self.CGImage);
CGContextRelease(contextRef);
return cvMat;
}
-(cv::Mat)CVGrayscaleMat
{
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
CGFloat cols = self.size.width;
CGFloat rows = self.size.height;
cv::Mat cvMat = cv::Mat(rows, cols, CV_8UC1); // 8 bits per component, 1 channel
CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data
cols, // Width of bitmap
rows, // Height of bitmap
8, // Bits per component
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNone |
kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), self.CGImage);
CGContextRelease(contextRef);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
return cvMat;
}
+ (UIImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat
{
return [[[UIImage alloc] initWithCVMat:cvMat] autorelease];
}
- (id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat
{
NSData *data = [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize() * cvMat.total()];
CGColorSpaceRef colorSpace;
if (cvMat.elemSize() == 1)
{
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
}
else
{
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
}
CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((CFDataRef)data);
CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, // Width
cvMat.rows, // Height
8, // Bits per component
8 * cvMat.elemSize(), // Bits per pixel
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault, // Bitmap info flags
provider, // CGDataProviderRef
NULL, // Decode
false, // Should interpolate
kCGRenderingIntentDefault); // Intent
self = [self initWithCGImage:imageRef];
CGImageRelease(imageRef);
CGDataProviderRelease(provider);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
return self;
}
@end
总结
上面 2 个环境搭建好后，你就可以在 MacOS 上试验各种图象处理算法，然后很方便地移值到 iOS 上。
一直觉得，图象和声音是移动设备上的特点和优势。因为移动设备没有了可以快速输入的键盘，屏幕也不大，在移动设备上，声音，图象和视频应该是相比文字更方便让人输入的东西。移动端 APP 应该利用好这些特点，才能设计出更加体贴的功能。
而且，通常情况下做图象处理都比较好玩，记得以前在学校做了一个在 QQ 游戏大厅自动下中国象棋的程序，其后台使用了网上下载的一个带命令行接口的象棋 AI，然后我的代码主要做的事情就是识别象棋棋盘，然后将棋盘数据传给那个象棋 AI，接着获得它返回的策略后，模拟鼠标点击来移动棋子。当时不懂什么图象算法，直接把棋子先截取下来保存，然后识别的时候做完全匹配，非常弱的办法，但是效果非常好，做出来也很好玩。
原文连接：https://blog.devtang.com/2012/10/27/use-opencv-in-ios/
踩过的坑：https://juejin.im/post/5bf2a8e8e51d455f0d301716
OpenCV copyTo、clone、“=”与拷贝构造函数的区别：
https://blog.csdn.net/chaipp0607/article/details/58603167
