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  • 如何在Android中使用OpenCV

    看了网上的很多教程和官方http://opencv.willowgarage.com/wiki/Android提供的如何在Android上使用OpenCV的教程,照着一步一步的做最后总有些问题,不是APK安装失败就是运行时突然报错退出。和同学一起摸索了一段时间后,终于弄成功,在这里做一个总结。最关键的问题是项目中各个文件夹和文件的位置要放置正确,而且目标机器的CPU架构要设置正确,下面是配置的详细过程。

     

    一、Android开发环境

    1.Sun JDK 6

    访问http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html这里并且安装好JDK

    注意:不要使用OpenJDK,Android SDK支持Sun JDK

    2.Android SDK

    访问http://developer.android.com/sdk/index.html获取android sdk,如果选择的是Windows安装文件,则你还需要安装32bit JRE。

    3.Android SDK组件

    l Android SDK Tools, revision 12或者更新

    l SDK平台Android 2.2, API 8, revision 2(also known as Java API)

    这是OpenCV Java API支持的最低平台,OpenCV发布默认为Android 2.2

    4. Eclipse IDE和ADT plugin for Eclipse

    访问http://www.eclipse.org/downloads/下载Eclipse并解压即可。

    打开Eclipse,选择Help->Install New Software菜单,但后点击Add按钮,在Add Repository对话框中的Name一栏输入"ADT Plugin",Location一栏输入https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/,但后点击OK。在Available Software对话框中选中所有单选框,然后一路next直到finish为止,当安装ADT完毕后重启Eclipse即可。

    5. Android NDK

    访问http://developer.android.com/sdk/ndk/index.html 下载最新的Android NDK,是一个ZIP解压包,只需解压到某个路径即可,例如"F:\android-ndk-r6b-windows\android-ndk-r6b",再把这个路径添加到系统的环境变量PATH中。

    6. Cygwin

    访问http://cygwin.com/index.html下载最新的Cygwin,最好安装全部的Cygwin组件。假设安装在"C:\cygwin"下,将"C:\cygwin\bin"添加到系统环境变量PATH中,为了方便的在命令行下调用Android NDK,找到"C:\cygwin\home\(你的用户名)"这个目录,打开文件".bash_profile",在文件的最下面加上下面两行内容:

    NDK=/cygdrive/f/android-ndk-r6b-windows/android-ndk-r6b

    export NDK

    这样便可以在命令行中以 "$NDK/ndk-build" 这种形式调用NDK了。

    二、OpenCV

    1.首先下载在http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-android/2.3.1/ 已经预编译好的opencv包。

    2.把下载好的包解压到某个路径上(最好不要带空格),例如"F:\OpenCV-2.3.1-android-bin"

    三、如何在Android程序中使用OpenCV

    有两种方式(重点讲后面一种):

    1.使用OpenCV Java API。

    OpenCV安装路径"F:\OpenCV-2.3.1-android-bin"下有两个文件夹,如下图

    wps_clip_image-10099

    将文件夹"OpenCV-2.3.1"拷贝到你的Eclipse工作空间所在的目录,也就是在你的项目的上一级目录中,然后导入到工作空间中,在Package Explorer中选择你的项目,单机右键在弹出菜单中选择Properties,然后在弹出的Properties窗口中左侧选择Android,然后点击右下方的Add按钮,选择OpenCV-2.3.1并点击OK,如下图:

    wps_clip_image-17845

    此时,展开你的项目树,你可以看到新加了一个OpenCV-2.3.1_src目录,如下图,那么就是正确添加了OpenCV Java API,否则就是你放置OpenCV-2.3.1的目录路径不正确。

    wps_clip_image-780

    然后就可以在你的Java源文件中导入OpenCV的API包,并且使用OpenCV API了,OpenCV API的包的形式如下:

    Org.opencv.(OpenCV模块名).(OpenCV类名)

    例如:

    Org.opencv.core.Mat

    2.利用JNI编写C++ OpenCV代码,通过Android NDK创建动态库(.so)

    新建一个工作空间,例如"TestOpenCV",在Window->Preferences中设置好Android SDK的路径,如下图所示。

    wps_clip_image-1955

    然后新建一个Android项目,Build Target选择Android2.2,命名为"HaveImgFun",活动名改为HaveImgFun,Package name中填写com.testopencv.haveimgfun,最后点击finish。

    如同使用OpenCV Java API那样,将OpenCV-2.3.1文件夹拷贝到与工作空间同一级目录中;另外,将"F:\OpenCV-2.3.1-android-bin\samples"下的includeOpenCV.mk文件拷贝到和项目HaveImgFun同一级目录中,如下图所示:

    wps_clip_image-30013

    (上面这个各个文件夹和文件的放置很重要,因为OpenCV-2.3.1下的OpenCV.mk中有很多相对路径的指定,如果不是这样放置,在NDK生成动态库时可能会报文件或文件夹无法找到的错误)

    选择Package Explorer中你的项目,右键选择new->folder,新建一个名为jni的文件夹,用来存放你的c/c++代码。

    然后把res->layout下的main.xml的内容改为下面所示:

     1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
     2 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
     3     android:orientation="vertical" 
     4     android:layout_width="fill_parent" 
     5     android:layout_height="fill_parent" 
     6     > 
     7     <Button android:layout_height="wrap_content"  
     8         android:layout_width="fill_parent"  
     9         android:id="@+id/btnNDK"  
    10         android:text="使用C++ OpenCV进行处理" /> 
    11     <Button android:layout_height="wrap_content"  
    12         android:layout_width="fill_parent"  
    13         android:id="@+id/btnRestore"  
    14         android:text="还原" />  
    15     <ImageView android:id="@+id/ImageView01"  
    16     android:layout_width="fill_parent"  
    17     android:layout_height="fill_parent" />  
    18 </LinearLayout> 

    上面的代码就是一个线性布局里面包含2个按钮加上一个显示图像的ImageView

    在文件夹src下的com.testopencv.haveimgfun包中新建一个类用于包装使用了opencv c++代码的动态库的导出函数,类名为LibImgFun。

    Eclipse会为你创建一个新的文件LibImgFun.java,将里面的内容改为:

     1 package com.testopencv.haveimgfun; 
     2  
     3 public class LibImgFun {  
     4  
     5 static {  
     6  
     7         System.loadLibrary("ImgFun");  
     8  
     9     }  
    10  
    11 /*
    12  
    13     * @param width the current view width 
    14  
    15     * @param height the current view height 
    16  
    17     */ 
    18  
    19 public static native int[] ImgFun(int[] buf, int w, int h);  
    20   

    从上面的代码可以得知,我们的动态库名字应该为“libImgFun.so”,注意"public static native int[] ImgFun(int[] buf, int w, int h)"中的native关键字,表明这个函数来自native code。static表示这是一个静态函数,这样就可以直接用类名去调用。

    在jni文件夹下建立一个"ImgFun.cpp"的文件,内容改为下面所示:

     1 #include <jni.h> 
     2  
     3 #include <stdio.h> 
     4  
     5 #include <stdlib.h> 
     6  
     7 #include <opencv2/opencv.hpp> 
     8  
     9 using namespace cv; 
    10  
    11 extern "C" { 
    12  
    13 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun( 
    14  
    15         JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h); 
    16  
    17 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun( 
    18  
    19         JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h){ 
    20  
    21 jint *cbuf; 
    22  
    23 cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, false); 
    24  
    25 if(cbuf == NULL) 
    26  
    27 { 
    28  
    29 return 0
    30  
    31 } 
    32  
    33 Mat myimg(h, w, CV_8UC4, (unsigned char*)cbuf); 
    34  
    35 for(int j=0;j<myimg.rows/2;j++) 
    36  
    37 { 
    38  
    39 myimg.row(j).setTo(Scalar(0,0,0,0)); 
    40  
    41 } 
    42  
    43 int size=w * h; 
    44  
    45 jintArray result = env->NewIntArray(size); 
    46  
    47 env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, cbuf); 
    48  
    49 env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0); 
    50  
    51 return result; 
    52  }
    53 }  

    上面的代码中#include <jni.h>是必须要包含的头文件,#include <opencv2/opencv.hpp>是opencv要包含的头文件。

    动态库要导出的函数如下声明:

    JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun(

            JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h);

    JNIEXPORT 和JNICALL是必须要加的关键字

    jintArray就是int[],这里返回类型要么为空,要么为jni中定义的类型,事实上就是C\C++类型前面加上j,如果是数组,则在后面加上Array。

    函数名的命名规则如下:

    Java_(包路径)_(类名)_(函数名) (JNIEnv *env, jobject obj, 自己定义的参数...)

    包路径中的"."用"_"(下划线)代替,类名就是上面包装该动态库函数的类的名字,最后一个才是真正的函数名;JNIEnv *env和jobject obj这两个参数时必须的,用来调用JNI环境下的一些函数;后面就是你自己定义的参数。在这里,jintArray buf代表了传进来的图像的数据,int w是图像的宽,int h是图像的高。

    这个函数的功能是将传进来的图像的上半部分涂成黑色。

    然后再在jni下新建两个文件"Android.mk"文件和"Application.mk"文件,这两个文件事实上就是简单的Makefile文件。

    其中将Android.mk的内容改为如下所示:

     1 LOCAL_PATH := $(call my-dir) 
     2  
     3 include $(CLEAR_VARS) 
     4  
     5 include ../includeOpenCV.mk 
     6  
     7 ifeq ("$(wildcard $(OPENCV_MK_PATH))",""
     8  
     9 #try to load OpenCV.mk from default install location 
    10  
    11 include $(TOOLCHAIN_PREBUILT_ROOT)/user/share/OpenCV/OpenCV.mk 
    12  
    13 else 
    14  
    15 include $(OPENCV_MK_PATH) 
    16  
    17 endif 
    18  
    19 LOCAL_MODULE    := ImgFun 
    20  
    21 LOCAL_SRC_FILES := ImgFun.cpp 
    22 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

    Application.mk的内容改为如下所示:

    1 APP_STL:=gnustl_static 
    2
    3 APP_CPPFLAGS:=-frtti -fexceptions 
    4 APP_ABI:=armeabi armeabi-v7a 

    其中APP_ABI指定的是目标平台的CPU架构。(经过很多测试,android2.2必须指定为armeabi,android2.2以上的使用armeabi-v7a,如果没有设置对,很有可能安装到android虚拟机失败,当然你同时如上面写上也是可以的)

    上面的步骤完成后,就可以使用NDK生成动态库了,打开cygwin,cd到项目目录下,如下图所示:

    wps_clip_image-26301

    输入$NDK/ndk-build命令,开始创建动态库。成功的话如下图所示。

    wps_clip_image-7682

    这时候刷新Eclipse的Package Explorer会出现两个新的文件夹obj和libs。

    现在,只剩最后一步完成这个测试程序。

    将一张图片,例如"lena.jpg"放到项目res->drawable-hdpi目录中并刷新该目录。

    然后将HaveImgFun.java的内容改为下面所示:

      1 package com.testopencv.haveimgfun; 
      2  
      3 import android.app.Activity;  
      4  
      5 import android.graphics.Bitmap;  
      6  
      7 import android.graphics.Bitmap.Config;  
      8  
      9 import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;  
     10  
     11 import android.os.Bundle;  
     12  
     13 import android.widget.Button; 
     14  
     15 import android.view.View;  
     16  
     17 import android.widget.ImageView;  
     18  
     19 public class HaveImgFun extends Activity { 
     20  
     21 /** Called when the activity is first created. */ 
     22  
     23 ImageView imgView; 
     24  
     25 Button btnNDK, btnRestore; 
     26  
     27 @Override 
     28  
     29 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
     30  
     31 super.onCreate(savedInstanceState);  
     32  
     33         setContentView(R.layout.main);  
     34  
     35 this.setTitle("使用NDK转换灰度图");  
     36  
     37 btnRestore=(Button)this.findViewById(R.id.btnRestore);  
     38  
     39 btnRestore.setOnClickListener(new ClickEvent());  
     40  
     41 btnNDK=(Button)this.findViewById(R.id.btnNDK);  
     42  
     43 btnNDK.setOnClickListener(new ClickEvent());  
     44  
     45 imgView=(ImageView)this.findViewById(R.id.ImageView01); 
     46  
     47         Bitmap img=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap(); 
     48  
     49 imgView.setImageBitmap(img); 
     50  
     51     } 
     52  
     53 class ClickEvent implements View.OnClickListener{ 
     54  
     55 public void onClick(View v){ 
     56  
     57 if(v == btnNDK)  
     58  
     59             {  
     60  
     61  
     62 long current=System.currentTimeMillis();  
     63  
     64 Bitmap img1=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();  
     65  
     66 int w=img1.getWidth(),h=img1.getHeight();  
     67  
     68 int[] pix = new int[w * h];  
     69  
     70 img1.getPixels(pix, 0, w, 00, w, h);  
     71  
     72 int[] resultInt=LibImgFun.ImgFun(pix, w, h);  
     73  
     74 Bitmap resultImg=Bitmap.createBitmap(w, h, Config.RGB_565);  
     75  
     76 resultImg.setPixels(resultInt, 0, w, 00,w, h);  
     77  
     78 long performance=System.currentTimeMillis()-current;  
     79  
     80 imgView.setImageBitmap(resultImg);  
     81  
     82 HaveImgFun.this.setTitle("w:"+String.valueOf(img1.getWidth())+",h:"+String.valueOf(img1.getHeight())  
     83  
     84                          +" NDK耗时 "+String.valueOf(performance)+" 毫秒");  
     85  
     86             }  
     87  
     88 else if(v == btnRestore) 
     89  
     90 { 
     91  
     92         Bitmap img2=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();  
     93  
     94 imgView.setImageBitmap(img2); 
     95  
     96         HaveImgFun.this.setTitle("使用OpenCV进行图像处理"); 
     97  
     98 } 
     99  
    100 } 
    101  
    102     } 
    103  

    104 }  

    点击全部保存,OK,现在可以选择一个Android虚拟机运行看一下效果,配置好Run Configuration然后点击Run,得到下面的结果:

    wps_clip_image-25816

    点击使用C++ OpenCV进行处理,得到下面的结果:

    wps_clip_image-23188

    trackback:http://underthehood.blog.51cto.com/2531780/670169

    注:

    (0) 感谢RaySaint的详细教程,上述过程均在ubuntu 11.04上测试并通过, target为Android 4.0.3。

    (1)OpenCV-2.3.1文件夹和includeOpenCV.mk也可以放在别的路径下,只要在Android.mk文件中试用对应路径即可;

    (2)Android.mk中 

    1 ifeq ("$(wildcard $(OPENCV_MK_PATH))",""
    2 #try to load OpenCV.mk from default install location  
    3 include $(TOOLCHAIN_PREBUILT_ROOT)/user/share/OpenCV/OpenCV.mk 
    4 else 
    5 include $(OPENCV_MK_PATH) 

    6 endif 

    可直接修改为 include=/usr/point/to/OpenCV.mk

    (3) 执行ndk-build命令时,可能会出现“No rule to make target".

    solution:Android.mk文件中存在一些不必要的空格,删除即可。

    (4)没有Application.mk也可以正常运行。

    (5)OpenCV for android (OpenCV-2.3.1-android-bin.tar.bz2

    (6)更多参考:http://opencv.itseez.com/doc/tutorials/introduction/android_binary_package/android_binary_package.html
     

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