如何在Android中使用OpenCV

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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

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：

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。

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。

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：

（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：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
    android:orientation="vertical" 
    android:layout_width="fill_parent" 
    android:layout_height="fill_parent" 
    > 
    <Button android:layout_height="wrap_content"  
        android:layout_width="fill_parent"  
        android:id="@+id/btnNDK"  
        android:text="使用C++ OpenCV进行处理" /> 
    <Button android:layout_height="wrap_content"  
        android:layout_width="fill_parent"  
        android:id="@+id/btnRestore"  
        android:text="还原" />  
    <ImageView android:id="@+id/ImageView01"  
    android:layout_width="fill_parent"  
    android:layout_height="fill_parent" />  
     
</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：

package com.testopencv.haveimgfun; 
 
public class LibImgFun {  
 
static {  
 
        System.loadLibrary("ImgFun");  
 
    }  
 
/** 
 
    * @param width the current view width 
 
    * @param height the current view height 
 
    */ 
 
public static native int[] ImgFun(int[] buf, int w, int h);  
 
}  

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：

#include <jni.h> 
 
#include <stdio.h> 
 
#include <stdlib.h> 
 
#include <opencv2/opencv.hpp> 
 
using namespace cv; 
 
extern "C" { 
 
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun( 
 
        JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h); 
 
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun( 
 
        JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h){ 
 
jint *cbuf; 
 
cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, false); 
 
if(cbuf == NULL) 
 
{ 
 
return 0; 
 
} 
 
Mat myimg(h, w, CV_8UC4, (unsigned char*)cbuf); 
 
for(int j=0;j<myimg.rows/2;j++) 
 
{ 
 
myimg.row(j).setTo(Scalar(0,0,0,0)); 
 
} 
 
int size=w * h; 
 
jintArray result = env->NewIntArray(size); 
 
env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, cbuf); 
 
env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0); 
 
return result; 
 
} 
 
} 

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：

LOCAL_PATH := $(call my-dir) 
 
include $(CLEAR_VARS) 
 
include ../includeOpenCV.mk 
 
ifeq ("$(wildcard $(OPENCV_MK_PATH))","") 
 
#try to load OpenCV.mk from default install location 
 
include $(TOOLCHAIN_PREBUILT_ROOT)/user/share/OpenCV/OpenCV.mk 
 
else 
 
include $(OPENCV_MK_PATH) 
 
endif 
 
LOCAL_MODULE    := ImgFun 
 
LOCAL_SRC_FILES := ImgFun.cpp 
 
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 

Application.mk的内容改为如下所示：

APP_STL:=gnustl_static 
 
APP_CPPFLAGS:=-frtti -fexceptions 
 
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：

输入$NDK/ndk-build命令，开始创建动态库。成功的话如下图所示。

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：

package com.testopencv.haveimgfun; 
 
import android.app.Activity;  
 
import android.graphics.Bitmap;  
 
import android.graphics.Bitmap.Config;  
 
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;  
 
import android.os.Bundle;  
 
import android.widget.Button; 
 
import android.view.View;  
 
import android.widget.ImageView;  
 
public class HaveImgFun extends Activity { 
 
/** Called when the activity is first created. */ 
 
ImageView imgView; 
 
Button btnNDK, btnRestore; 
 
@Override 
 
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
 
super.onCreate(savedInstanceState);  
 
        setContentView(R.layout.main);  
 
this.setTitle("使用NDK转换灰度图");  
 
btnRestore=(Button)this.findViewById(R.id.btnRestore);  
 
btnRestore.setOnClickListener(new ClickEvent());  
 
btnNDK=(Button)this.findViewById(R.id.btnNDK);  
 
btnNDK.setOnClickListener(new ClickEvent());  
 
imgView=(ImageView)this.findViewById(R.id.ImageView01); 
 
        Bitmap img=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap(); 
 
imgView.setImageBitmap(img); 
 
    } 
 
class ClickEvent implements View.OnClickListener{ 
 
public void onClick(View v){ 
 
if(v == btnNDK)  
 
            {  
 
 
long current=System.currentTimeMillis();  
 
Bitmap img1=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();  
 
int w=img1.getWidth(),h=img1.getHeight();  
 
int[] pix = new int[w * h];  
 
img1.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);  
 
int[] resultInt=LibImgFun.ImgFun(pix, w, h);  
 
Bitmap resultImg=Bitmap.createBitmap(w, h, Config.RGB_565);  
 
resultImg.setPixels(resultInt, 0, w, 0, 0,w, h);  
 
long performance=System.currentTimeMillis()-current;  
 
imgView.setImageBitmap(resultImg);  
 
HaveImgFun.this.setTitle("w:"+String.valueOf(img1.getWidth())+",h:"+String.valueOf(img1.getHeight())  
 
                         +" NDK耗时 "+String.valueOf(performance)+" 毫秒");  
 
            }  
 
else if(v == btnRestore) 
 
{ 
 
        Bitmap img2=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();  
 
imgView.setImageBitmap(img2); 
 
        HaveImgFun.this.setTitle("使用OpenCV进行图像处理"); 
 
} 
 
} 
 
    } 
 
} 

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：

****注意如果在编译的时候出现权限问题可以手动调权限 

如armeabi文件中的.a文件无权限 可以在cygwin中cd到这个文件夹然后 chmod 777 ./*（这一句是修改权限的  可读可写可执行）

点击使用C++ OpenCV进行处理，得到下面的结果：

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下面是文件的放置图：