使用Android NDK時，如何配置項目來支持OpenCV靜態庫并支持NEON/OpenMP/OpenCL？

使用Android NDK進行C++原生代碼開發時，如何配置項目來使用OpenCV靜態庫且支持NEON指令集+OMP多线程+OpenCL并行？

1.準備工具

• Android Studio(可選）
• Cmake編譯配置工具（使用Android Studio時，由於採用Gradle，因此必須使用AS內置cmake）
• NDK(Native C++ Development Kit)，必須和Cmake版本匹配
• Android SDK，版本必須和NDK對應
• OpenCV Android SDK（版本必須與NDKSDK兼容，可從GitHub上下載Release的Android編譯版本）
  【題外：版本選擇依據爲——OpenCV最新版本->兼容的NDK/SDK版本->支持的Cmake版本->最新的Android Studio版本】

2.創建項目
前述：本示例項目採用omp(openmp及open multi-threads parallel多線程並行編譯支持，opencv內部已包含，但項目中編譯時還需手動添加到CmakeList.txt中）

1.創建新項目，如圖

2.打開C++源碼編輯自己的程序，如圖

3.點擊三角按鈕將同時進行編譯和運行，編譯完成的程序會自動安裝在USB鏈接的Android手機上（確保手機調試開關打開，新手機的打開方式是連續點擊系統設置中的Android版本號直至成功消息出現，小米手機還需要特別開啓通過USB安裝APP權限開關）

4.由於下載的OpenCV一般是Release版本，且APP開發完成後發布應用也需要採用Release方式編譯，因此，請設置編譯選項如圖

5.編譯信息全部在下方BUILD選項卡中顯示，如圖

6.在選擇Release方式變異後，雖然能成功編譯，但運行時會報錯，原因是未配置Release的发布签名（签名的作用是保护初始开发者的代码不受他人更改盗用），如图

7.点击Fix按钮配置签名，如图，由于还未创建过签名，因此需要先创建一个，如图，在build->generate signed apk->key store->create new中创建

8.其余信息按实填写即可，如图

9.创建完成，选择记住密码，以后不必填写密码，如图

10.下一步非常重要！如图设置

11.完成后，再点击RUN按钮解决签名配置问题，也即应用该签名进行应用部署，如图

12.在Flavor（默认配置）中选择刚才创建的签名配置config，如图

13.在Build Types中选择刚才创建的签名配置config，如图

14.最终点击OK，返回运行界面，再点击RUN发现可以直接运行了，选择调试机器为USB连接的真机即可（没有真机可选用虚拟机），如图

15.安装过程中被告知无法正常安装，因为存在应用替换的情形，如图，选择OK即可

16.在RUN选项卡中查看运行调试信息，如图

17.至此，Release版本的NDK项目创建完成，但尚未添加opencv支持，请配置Gradle，如图，图中选中区域为新增配置代码

其中Gradle代码如下

arguments "-DANDROID_ARM_MODE=arm", "-DANDROID_ARM_NEON=TRUE"
abiFilters 'arm64-v8a'

Gradle是基于Groovy的脚本语言，用于配置编译、发布应用，其中签名创建其实也可以在本文件中进行（是第二个build.gradle文件！）
其中arguments用于添加c++代码编译选项，比如希望支持ARM的NEON扩展并行处理指令集，可以添加上述代码；
其中abiFilters用于指示编译目标平台，截至2020年1月14日，大部分Android新机都采用的是ARM64-v8a架构支持64位指令集，兼容32位指令集，因此选择arm64-v8a即可。
另外，为了支持opencv-4.1.1，sdk版本不能低于28，Gradle中Sdk配置部分修改如下

18.点击Sync Now，完成配置同步，也可在右侧配置区选择手动同步，如图

19.修改默认的NDK配置，例如，在本项目中使用了最新稳定版本的opencv 4.1.1，而该版本不支持NDK-16.1,所以替换为更高版本的NDK-19.2，如图

20.接下来，要配置cmakelists.txt，是最为关键的一步，添加opencv支持就是在这里完成的，如图，添加框中的代码，用于告知cmake编译器opencv的具体地址，以及对应的头文件、静态库位置、版本信息、需要加载的模块名称等，cmake会找到opencv目录下对应版本的opencvConfig.cmake来获取所需的编译信息。

cmake新增的脚本代码如下

# opencv configuration
set( OpenCV_ANDROID_SDK E:/opencv-4.1.1-android-sdk-omp )
set( OpenCV_DIR ${OpenCV_ANDROID_SDK}/sdk/native/jni )

find_package(OpenCV REQUIRED core highgui calib3d imgproc imgcodecs features2d ximgproc photo)
if(OpenCV_FOUND)
    include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})
    message(STATUS "OpenCV library status:")
    message(STATUS "    version: ${OpenCV_VERSION}")
    message(STATUS "    libraries: ${OpenCV_LIBS}")
    message(STATUS "    include path: ${OpenCV_INCLUDE_DIRS}")
else(OpenCV_FOUND)
    message(FATAL_ERROR "OpenCV library not found")
endif(OpenCV_FOUND)

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21.接下来解决编译之后的链接（Linker)问题，如图，修改cmakelists.txt如下

本段代码如下

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
                       ${OpenCV_LIBRARIES}

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

# add open mp for opencv
SET( CMAKE_CXX_FLAGS "-fopenmp ${CMAKE_CXX_FLAGS}" )

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22.如果项目中还是用了OpenCL做GPU加速，还需要添加以下代码支持， 如图。（由于OpenCL库是由厂商(vendor)自行提供，因此存在缺失的可能，opencl库并非android系统的预装库，因此找不到也是可能的，或者也可能没有访问该库的权限，这些都会导致OPENCL代码无法执行，为此，需要添加fallback机制，当不支持OPENCL时，自动回退到CPU版本代码继续执行。）

cmake脚本如下

include_directories(src/main/cpp/)
add_library(OpenCL STATIC src/main/cpp/libopencl.cpp)
if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "Clang" OR
    CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "GNU"   OR
    CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "AppleClang")
    target_compile_options(OpenCL PRIVATE -O2 -fPIC -Wall)
endif()

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23.需要注意的是，使用OPENCL时，需要添加相应的opencl头文件和动态库加载模块（编译为静态库，这一步在步骤22中已完成），所以需要添加相应的头文件到代码所在目录，并且添加opencl加载模块的cpp文件到应用代码中，如图

24.其中CLBackend是自定义的opencl代码，其余均为用于加载opencl库的代码，由于依赖于自己写的加载opencl的模块，且该模块被编译成了一个静态库，所以需要添加该库名至target_link_lib中，如图

25.再次编译，显示编译成功，如图。

26.点击运行，查看效果，成功运行，如图

结束语：至此，本demo项目就已经完成了NDK+OPENCV+NEON+OMP+OPENCL所有支持。项目的全部代码和文件在本人的gitee或github上可查看。地址为
Gitee: Android NDK Demo with support of OpenCV & NEON & OMP & OPENCL.
Github: Android NDK Demo