如何在Android中使用OpenCV

如何在Android中使用OpenCV

2011-09-21 10:22:35

标签：Android 移动开发 JNI OpenCV NDK

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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-windowsandroid-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:cygwinin"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:cygwinhome(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-binsamples"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：

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.     
19. </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.  
21. } 

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. }
54.  
55. }

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CC++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.  
23. 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.  
5. 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：

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, 0, 0, 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, 0, 0,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：

点击使用C++ OpenCV进行处理，得到下面的结果：

本文出自 “UnderTheHood” 博客，请务必保留此出处http://underthehood.blog.51cto.com/2531780/670169