Question

如何在Android中使用OpenCV

Answer 1

一、Android开发环境
1.Sun JDK 6
访问这里并且安装好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 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：

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 public class LibImgFun {
3 static {
4 System.loadLibrary("ImgFun");
5 }
6 /**
7 * @param width the current view width
8 * @param height the current view height
9 */
10 public static native int[] ImgFun(int[] buf, int w, int h);
11 }

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 #include <stdio.h>
3 #include <stdlib.h>
4 #include <opencv2/opencv.hpp>
5 using namespace cv;
6
7 extern "C"
8 {
9 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun(JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h);
10 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testopencv_haveimgfun_LibImgFun_ImgFun(JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h){
11
12 jint *cbuf;
13 cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, false);
14 if(cbuf == NULL)
15 {
16 return 0;
17 }
18
19 Mat myimg(h, w, CV_8UC4, (unsigned char*)cbuf);
20 for(int j=0;j<myimg.rows/2;j++)
21 {
22 myimg.row(j).setTo(Scalar(0,0,0,0));
23 }
24
25 int size=w * h;
26 jintArray result = env->NewIntArray(size);
27 env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, cbuf);
28 env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0);
29 return result;
30 }
31 }

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：

1 package com.testopencv.haveimgfun;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.graphics.Bitmap;
5 import android.graphics.Bitmap.Config;
6 import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
7 import android.os.Bundle;
8 import android.widget.Button;
9 import android.view.View;
10 import android.widget.ImageView;
11
12 public class HaveImgFun extends Activity{
13 /** Called when the activity is first created. */
14 ImageView imgView;
15 Button btnNDK, btnRestore;
16
17 @Override
18 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
19 super.onCreate(savedInstanceState);
20 setContentView(R.layout.main);
21
22 this.setTitle("使用NDK转换灰度图");
23 btnRestore=(Button)this.findViewById(R.id.btnRestore);
24 btnRestore.setOnClickListener(new ClickEvent());
25 btnNDK=(Button)this.findViewById(R.id.btnNDK);
26 btnNDK.setOnClickListener(new ClickEvent());
27 imgView=(ImageView)this.findViewById(R.id.ImageView01);
28 Bitmap img=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();
29 imgView.setImageBitmap(img);
30 }
31
32 class ClickEvent implements View.OnClickListener{
33 public void onClick(View v){
34 if(v == btnNDK){
35 long current=System.currentTimeMillis();
36 Bitmap img1=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();
37 int w=img1.getWidth(),h=img1.getHeight();
38 int[] pix = new int[w * h];
39 img1.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);
40 int[] resultInt=LibImgFun.ImgFun(pix, w, h);
41 Bitmap resultImg=Bitmap.createBitmap(w, h, Config.RGB_565);
42 resultImg.setPixels(resultInt, 0, w, 0, 0,w, h);
43 long performance=System.currentTimeMillis()-current;
44 imgView.setImageBitmap(resultImg);
45 HaveImgFun.this.setTitle("w:"+String.valueOf(img1.getWidth())+",h:"+String.valueOf(img1.getHeight())+"NDK耗时"+String.valueOf(performance)+" 毫秒");
46 } else if(v == btnRestore){
47 Bitmap img2=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.lena)).getBitmap();
48 　　 imgView.setImageBitmap(img2);
49 HaveImgFun.this.setTitle("使用OpenCV进行图像处理");
50 }
51 }
52 }
53 }

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：