V2AS问路
Android Studio 2.2 使用 OpenCV 的两种方式（傻瓜式教程）
阅读原文时间：2021年04月20日阅读：1

本系列文章由 youngpan1101 出品，转载请注明出处。
文章链接： http://blog.csdn.net/youngpan1101/article/details/53614588
作者：宋洋鹏（youngpan1101）
邮箱： yangpeng_song@163.com

简要介绍

Android Studio 2.2 正式版发布后，默认使用 CMake 编译原生库，对于在 Linux 上使用 CMake 来构建工程的小伙伴来说会有种很熟悉的感觉。 下面将介绍在 Android Studio 上使用 OpenCV 库的两种方式（两种方式都无需在手机端安装 OpenCVManager，安装这个东东真挺影响体验的），当然我的亲测也是参考了其他的博客的，这里我先列出可供参考的博客或代码链接：

使用 OpenCV 库的两种方式：
1. 使用动态的 OpenCV 库的方式。
2. 同时使用 Java 的 API 又使用 JNI 的接口的方式，此时编译时一般使用的是动态链接 OpenCV 库的方式。

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配置环境

  • Android Studio 2.2, SDK, JDK, NDK 和其他插件下载

  • AS安装可以参考：Windows 环境下 Android Studio v1.0 安装教程

  • 下载 NDK 和构建工具

    NDK: 让你能在 Android 上面使用 C 和 C++ 代码的工具集。
    CMake: 外部构建工具。如果你准备只使用 ndk-build 的话，可以不使用它。
    LLDB: Android Studio 上面调试本地代码的工具。
    你可以使用 SDK Manager 来安装上述组件:

    • 打开一个项目，从菜单栏中选择 Tools > Android > SDK Manager
    • 点击 SDK Tools 选项卡
    • 勾选 LLDB，CMake 和 NDK ，然后安装

  • opencv for android (这里使用的是 opencv 2.4.11)

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预备工作

正式介绍三种方式之前，我们需要做一些预备工作。

  1. 新建工程，命令为 OpenCVJNI , 这里 不需要勾选 Include C++ Support

  2. 切换到 工程视图

  3. 添加 javah 命令： File >> Settings >> External Tools >> [+] 

    Tool settings
Program            $JDKPath$\bin\javah
Parameters         -d $ModuleFileDir$\src\main\jni -jni $FileClass$
Working directory  $ModuleFileDir$\build\intermediates\classes\debug

  4. 新建 hwj.opencvjni.OpenCVHelper.java

    public class OpenCVHelper {
    public static native String getStringTmp();
}

  5. Build >> Make Project

  6. 点选 OpenCVHelper.java , 右键 External Tools >> javah ，生成 hwj_opencvjni_OpenCVHelper.h 文件。

  7. 新建 jni / MyLib.cpp 文件

       #include <iostream>
   #include <sstream>
   #include "hwj_opencvjni_OpenCVHelper.h"
   JNIEXPORT jstring JNICALL
   Java_hwj_opencvjni_OpenCVHelper_getStringTmp(JNIEnv *env, jclass instance){
       std::stringstream ss;
       ss << "Hello from c++ " << std::endl;
       return env->NewStringUTF(ss.str().c_str());
   }

  8. 新建 app / CMakeLists.txt : 

      # cmake version
  cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
  # 支持 -std=gnu++11
  set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
  set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=gnu++11")
  # CMAKE_SOURCE_DIR 是 CMakeLists.txt 所在的目录
  add_library( my-lib SHARED ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jni/MyLib.cpp )
  find_library( log-lib log )
  target_link_libraries( my-lib ${log-lib} )

  9. app / build.gradle 添加代码：

    apply plugin: 'com.android.application'     
android {
    compileSdkVersion 24
    buildToolsVersion "24.0.2"    
    defaultConfig {
        applicationId "hwj.opencvjni"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 24
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"    
        // code block added by myself
        externalNativeBuild {
            cmake {
                // 指定编译器参数
                cppFlags "-std=c++11 -frtti -fexceptions"
                // 生成.so库的目标平台
                abiFilters 'armeabi', 'armeabi-v7a'
            }
        }           
    }                   
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }       
    // code block added by myself
    // 指定 CMakeLists.txt 相对此 build.gradle 文件的路径
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}           
dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {
        exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'
    })
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:24.2.1'
    testCompile 'junit:junit:4.12'
}

  10. 编译出 libmy-lib.so 文件

    • View >> Tool Windows >> Gradle >> build 生活生成 so 库
    • so 库的存储路径

  11. 修改 activity_main.xml 文件 

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="hwj.opencvjni.MainActivity">
 <TextView
        android:id="@+id/sample_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!" />
</RelativeLayout>

  12. 修改 OpenCVHelper.java :

    public class OpenCVHelper {
    static {
        System.loadLibrary("my-lib");
    }
    public static native String getStringTmp();
}

  13. 修改 MainActivity.java :

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(OpenCVHelper.getStringTmp());
    }
}

  14. 在手机端跑 Demo

    到这里算是一个 JNI 的调用 CMake 方式编译出来的 so 库的一个小 demo ，通过
    Build >> Analyze APK 可以看到 APK 中是否打包了 so 库：

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使用动态 OpenCV 库的方式

  1. 新建 main / OpenCVLib 文件夹， 将 OpenCV SDK 目录 sdk\native\libs 下的 armeabi 和 armeabi-v7a 复制到 OpenCVLib 目录下：

  2. app / build.gradle ：

    apply plugin: 'com.android.application'
android {
    compileSdkVersion 24
    buildToolsVersion "24.0.2"
    defaultConfig {
        applicationId "hwj.opencvjni"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 24
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++11 -frtti -fexceptions"
                abiFilters 'armeabi', 'armeabi-v7a'
            }
        }
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
    // adding
    sourceSets{
        main{
            // let gradle pack the shared library into apk
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/OpenCVLib']
        }
    }
}
dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {
        exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'
    })
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:24.2.1'
    testCompile 'junit:junit:4.12'
}

  3. CMakeLists.txt :

    # cmake version

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 支持 -std=gnu++11

set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=gnu++11")

# opencv import libs

set(pathToOpenCV D:/Opencv/OpenCV-2.4.11-android-sdk)
include_directories( ${pathToOpenCV}/sdk/native/jni/include )
add_library( lib_opencv SHARED IMPORTED )
set_target_properties( lib_opencv PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/OpenCVLib/${ANDROID_ABI}/libopencv_java.so )

# build application's shared lib

add_library( my-lib SHARED ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jni/MyLib.cpp )
find_library( log-lib log )
target_link_libraries( my-lib ${log-lib} lib_opencv)

  4. OpenCVHelper.java :

    public class OpenCVHelper {
    static {
        System.loadLibrary("my-lib");
    }
    public static native String getStringTmp();
    // image gray processing 
    public native int[] getGrayImage(int[] pixels, int w, int h);
}

  5. hwj_opencvjni_OpenCVHelper.h 添加 ：

    JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_hwj_opencvjni_OpenCVHelper_getGrayImage
  (JNIEnv *env, jobject, jintArray buf, int w, int h);

  6. MyLib.cpp 添加 ：

     #include <iostream>
 #include <sstream>
 #include <jni.h>
 #include <opencv2/opencv.hpp>
 #include "hwj_opencvjni_OpenCVHelper.h"
 JNIEXPORT jstring JNICALL
 Java_hwj_opencvjni_OpenCVHelper_getStringTmp(JNIEnv *env, jclass thiz){
    std::stringstream ss;
    ss << "Hello from c++ " << std::endl;
    return env->NewStringUTF(ss.str().c_str());
 }
 JNIEXPORT jintArray JNICALL
 Java_hwj_opencvjni_OpenCVHelper_getGrayImage(JNIEnv *env, jobject, jintArray buf, int w, int h){
    jint *pixels = env->GetIntArrayElements(buf, NULL);
    if(pixels == NULL){
        return NULL;
    }
    cv::Mat imgData(h, w, CV_8UC4, pixels);
    uchar *ptr = imgData.ptr(0);
    for(int i=0; i<w*h; i++){
        int grayScale = (int)(ptr[4*i+2]*0.299 + ptr[4*i+1]*0.587 + ptr[4*i+0]*0.114);
        ptr[4*i+0] = (uchar)grayScale;
        ptr[4*i+1] = (uchar)grayScale;
        ptr[4*i+2] = (uchar)grayScale;
    }
    int size = w * h;
    jintArray result = env->NewIntArray(size);
    env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, pixels);
    env->ReleaseIntArrayElements(buf, pixels, 0);
    return result;
}

  7. 复制一个 jpg 格式的图片到 res / drawable 文件夹下 ：

  8. activity_main.xml 添加 ImageView 控件 ：

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="hwj.opencvjni.MainActivity">
    <TextView
        android:id="@+id/sample_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!" />
    <ImageView
        android:id="@+id/img"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        app:srcCompat="@drawable/Boy"
        android:layout_centerInParent="true" />
    <Button
        android:id="@+id/bt_Gray"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_alignParentEnd="true"
        android:text="Gray"  />
</RelativeLayout>

  9. MainActivity.java ：

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Button bt_photo = null;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(OpenCVHelper.getStringTmp());
        // adding 
        bt_photo = (Button) findViewById(R.id.bt_Gray);
        bt_photo.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // TODO Auto-generated method stub
                ImageView img = (ImageView)findViewById(R.id.img);
                Bitmap bitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(
                        R.drawable.boy)).getBitmap();
                int w = bitmap.getWidth(), h = bitmap.getHeight();
                int[] pix = new int[w * h];
                bitmap.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);
                int[] resultPixes = OpenCVHelper.getGrayImage(pix,w,h);
                Bitmap result = Bitmap.createBitmap(w,h, Bitmap.Config.RGB_565);
                result.setPixels(resultPixes, 0, w, 0, 0,w, h);
                img.setImageBitmap(result);
            }
        });
    }
}

  10. 运行程序

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JAVA API 使用 OpenCV 库

在前一种方法的基础上，使用纯java层代码进行处理

  1. import module

  2. 修改 opencv 下的 build.gradle 文件（参考 Module: app 下的 build.gradle 文件）： 

    apply plugin: 'com.android.library'
android {
    compileSdkVersion 24
    buildToolsVersion "24.0.2"
    defaultConfig {
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 24
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.txt'
        }
    }
}
dependencies {
}

  3. Project View >> openCVLibrary2411 右击 >> Open Module Settings >> app >> Dependencies >> + >> Module dependency

  4. 复制 xiao_wu.jpg 到 res / drawable 文件夹下，添加控件（activity_main.xml）：

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="hwj.opencvjni.MainActivity">
    <TextView
        android:id="@+id/sample_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!" />
    <ImageView
        android:id="@+id/img"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        app:srcCompat="@drawable/boy"
        android:layout_alignParentLeft="true"
        android:layout_below="@+id/bt_Gray2"
        />
    <Button
        android:id="@+id/bt_Gray"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_alignParentEnd="true"
        android:text="Gray"  />
    <Button
        android:id="@+id/bt_Gray2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_below="@id/bt_Gray"
        android:text="Gray2"  />
    <ImageView
        android:id="@+id/img2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        app:srcCompat="@drawable/xiao_wu"
        android:layout_below="@+id/bt_Gray2"
        android:layout_centerHorizontal="true" />
</RelativeLayout>

  5. MainActivity.java ：

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private ImageView img = null;
    private Button bt_photo = null;
    private ImageView img2 = null;
    private Button bt_Gray2 = null;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(OpenCVHelper.getStringTmp());
        img = (ImageView)findViewById(R.id.img);
        img2 = (ImageView)findViewById(R.id.img2);
        bt_photo = (Button) findViewById(R.id.bt_Gray);
        bt_photo.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // TODO Auto-generated method stub
                Bitmap bitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(
                        R.drawable.boy)).getBitmap();
                int w = bitmap.getWidth(), h = bitmap.getHeight();
                int[] pix = new int[w * h];
                bitmap.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);
                int[] resultPixes = OpenCVHelper.getGrayImage(pix,w,h);
                Bitmap result = Bitmap.createBitmap(w,h, Bitmap.Config.RGB_565);
                result.setPixels(resultPixes, 0, w, 0, 0,w, h);
                img.setImageBitmap(result);
            }
        });
        bt_Gray2 = (Button) findViewById(R.id.bt_Gray2);
        bt_Gray2.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // TODO Auto-generated method stub
                OpenCVLoader.initDebug();
                Mat rgbMat = new Mat();
                Mat grayMat = new Mat();
                Bitmap srcBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.xiao_wu);
                Bitmap grayBitmap = Bitmap.createBitmap(srcBitmap.getWidth(), srcBitmap.getHeight(), Bitmap.Config.RGB_565);
                Utils.bitmapToMat(srcBitmap, rgbMat);//convert original bitmap to Mat, R G B.
                Imgproc.cvtColor(rgbMat, grayMat, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);//rgbMat to gray grayMat
                Utils.matToBitmap(grayMat, grayBitmap); //convert mat to bitmap
                img2.setImageBitmap(grayBitmap);
            }
        });
    }
}

  6. 运行程序


    以上的 Demo 工程可通过 Baidu云 下载（包括opencv_2.4.11 for Android）

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