OpenCV On Android最佳環境配置指南(Android Studio篇)

簡介

本文是《OpenCV On Android最佳環境配置指南》系列教程第二篇，也是配置系列的最後一篇，適合使用Android Studio的開發人員學習。java

本教程是通過本人屢次踩坑，並結合網上衆多OpenCV On Android的配置教程總結而來，盡但願能幫助學習OpenCV的朋友們少走彎路。若是配置上遇到問題，可在評論中留言，我將盡力幫助解決。android

若是您使用的是Eclipse，請參考上一章OpenCV On Android最佳環境配置指南(Eclipse篇)。c++

若有轉載，請標明出處api

(更新時間:2020-10-12)markdown

環境

電腦：Windows10
Java：jdk1.8.0_172
Android Studio：Version 4.0.2
SDK：Android Studio 4.0.2自帶的最新SDK (請不要與Eclipse同用一SDK，以避免出錯)。
NDK：Android Studio 4.0.2自帶的最新NDK
OpenCV：V4.4.0

注：以上配置向上兼容，讀者可以使用更新的版本，但低版本可能出現錯誤架構

配置前說明：

本次配置不像上篇介紹Eclipse配置環境那樣編寫多個Demo，而是經過一個Demo，將OpenCV的Java和NDK配置方式所有講完，儘量手把手講解，請你們不要跳躍式地閱讀。app

1、安裝必要組件

打開Android Studio設置界面，進入Appearance & Behavior -> System Settings -> Android SDK。
將選項條切換到SDK Tools，勾上左下角的Show Package Details，而後按下圖勾選：

點擊OK，開始下載。下載完後，就能夠開始建立項目了。ide

2、建立Android Studio工程

Create New Project，選擇最後面的Native C++模板，而後進入配置界面。oop

這一步須要注意兩個地方佈局

一、包名：請儘可能與我保持一致，不然新手容易出錯。
二、最小SDK：OpenCV 4.2.0要求最小SDK不小於21。

直接Finish，項目建立成功！

提示：項目建立完成後，最好運行一下，確保基本環境沒問題。

3、OpenCV Java庫使用指南

3.一、環境配置

第一步：將OpenCV Java庫做爲Module導入。

具體步驟爲：File->New->Import Module，而後將OpenCV-android-sdk\sdk\java目錄導入。以下圖，而後Next->Finish。

第二步：修改模塊名。

默認導入的模塊名爲java，爲了方便區分，建議修改爲opencv，只需在java模塊右鍵，而後Refactor->Rename

第二步：將導入的opencv模塊從application改爲library，步驟以下：

一、將文件預覽方式切換至Android。
二、打開opencv的build.gradle文件。
三、將apply plugin: 'com.android.application'修改爲apply plugin: 'com.android.library'。
四、刪除(或註釋)掉defaultConfig內容。
五、將Run/Debug Configurations從opencv切換到app。
六、點擊Sync Now使修改生效。

第三步：給項目添加opencv依賴

菜單File->Project Structure，在Dependencies中選擇app，點擊+，選擇Module dependency，而後勾選opencv模塊，點擊OK便可！以下圖：

3.二、代碼編寫

在AndroidManifest.xml文件中添加權限：

....
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />

    <uses-feature android:name="android.hardware.camera" android:required="true" />
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" android:required="false" />
....
複製代碼

將activity_main.xml內容修改成如下內容：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent">

    <org.opencv.android.JavaCameraView android:id="@+id/javaCameraView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" app:camera_id="back" app:show_fps="true" />
</FrameLayout>
複製代碼

將MainActivity.java改成如下內容：

public class MainActivity extends CameraActivity implements CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener2 {
    private JavaCameraView javaCameraView;
    
    private BaseLoaderCallback baseLoaderCallback = new BaseLoaderCallback(this) {
        @Override
        public void onManagerConnected(int status) {
            switch (status) {
                case LoaderCallbackInterface.SUCCESS: {
                    javaCameraView.enableView();
                }
                break;
                default:
                    super.onManagerConnected(status);
                break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected List<? extends CameraBridgeViewBase> getCameraViewList() {
        List<CameraBridgeViewBase> list = new ArrayList<>();
        list.add(javaCameraView);
        return list;
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        javaCameraView = findViewById(R.id.javaCameraView);
        javaCameraView.setVisibility(SurfaceView.VISIBLE);
        javaCameraView.setCvCameraViewListener(this);
    }

    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        if (javaCameraView != null) {
            javaCameraView.disableView();
        }
    }

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        if (!OpenCVLoader.initDebug()) {
            OpenCVLoader.initAsync(OpenCVLoader.OPENCV_VERSION, this, baseLoaderCallback);
        } else {
            baseLoaderCallback.onManagerConnected(LoaderCallbackInterface.SUCCESS);
        }
    }

    @Override
    public void onCameraViewStarted(int width, int height) {

    }

    @Override
    public void onCameraViewStopped() {

    }

    @Override
    public Mat onCameraFrame(CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame inputFrame) {
        return inputFrame.gray();
    }
}
複製代碼

這裏須要注意，咱們的MainActivity繼承至CameraActivity，這是爲了解決黑屏的問題。若是不這樣作，則須要手動處理權限，並調用JavaCameraView的setCameraPermissionGranted()方法。

3.三、運行程序

到了這一步，咱們已經可以編譯出一個app，可是它並不能正常運行，這是由於咱們只是將opencv的api模塊導入，但具體代碼並未包含在apk中。

咱們如今可經過如下兩種方式來解決這個問題：

一、在手機中安裝OpenCV Manager.apk

這種方式有如下幾個缺點：

一、用戶須要單獨安裝這個apk，且不一樣ARM架構的手機，apk也不同。
二、在Android高版本中，一些手機廠商爲了防止應用相互喚醒，對手機作出了必定限制通（好比華爲手機管家中的啓動管理），這可能會照成咱們的App調用不到OpenCV Manager
三、OpenCV高版本現已再也不提供 OpenCV Manager.apk

二、將libopencv_java4.so導入到apk中

這種方式的缺點就是：麻煩!!!，但若是咱們已經肯定了目標機型，這種方式無疑是比較好的。

一般來講，若是是真機，導入armeabi或armeabi-v7a架構的so文件；若是是虛擬機，則通常選擇x86架構的so文件。

方法 2 具體的實現步驟以下：

一、將OpenCV庫中的OpenCV-android-sdk\sdk\native\libs目錄下4個子目錄，copy到咱們項目的libs目錄下。

二、修改build.gradle文件，添加如下內容：

sourceSets{
    main{
        jniLibs.srcDirs = ["libs"];
    }
}
複製代碼

如圖所示：

作完這一步，libopencv_java4.so將被自動打包進apk中，但可能仍是會報錯。

通常來講，會提示缺乏c++_shared，這就須要咱們再次修改build.gradle文件，添加arguments：

android {
    //......
    defaultConfig {
        //......
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
                arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
            }
        }
    }
}
複製代碼

作完以上內容，基本上就OK了。

其實這裏還有一個坑，因爲咱們從一開始就建立的是一個Native C++項目，因此經過在build.gradle文件中添加arguments參數，就能將c++_shared.so打包進apk，可是若是建立的是普通項目，此方式將無效，須要手動將c++_shared.so添加到libs對應的目錄下。

4、OpenCV NDK庫使用指南

4.一、環境配置

Android Studio配置OpenCV環境灰常簡單（是的，沒錯），只需修改一個文件便能成功配置環境，什麼Android.mk啊、Application.mk啊，所有滾蛋。

配置方式：打開CMakeLists.txt，內容修改以下：(將OpenCV_DIR設置爲你的路徑，注意分隔符，使用'/'或'\\')：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# ##################### OpenCV 環境 ############################
#設置OpenCV-android-sdk路徑
set( OpenCV_DIR D:\\OpenCV\\OpenCV-android-sdk\\sdk\\native\\jni )

find_package(OpenCV REQUIRED )
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)

# ###################### 項目原生模塊 ###########################

add_library( native-lib
             SHARED
             src/main/cpp/native-lib.cpp)

target_link_libraries( native-lib
                       ${OpenCV_LIBS}
                       log
                       jnigraphics)
複製代碼

OK，環境配置好了，嘿嘿嘿，接下來開始編寫OpenCV代碼了。

4.二、編寫應用層代碼

菜單File->New->Activity->Empty Activity，建立一個新的Activity，其命名下如圖，並設置爲啓動頁，Finish。

爲了分清楚桌面上兩個程序入口，請在AndroidManifest.xml文件中給兩個Activity指定label，以下圖：

下面開始編寫佈局文件activity_native.xml，內容以下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent">

    <ImageView android:id="@+id/imageView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" />

    <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignParentBottom="true" android:orientation="horizontal">

        <Button android:id="@+id/show" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:text="show" />

        <Button android:id="@+id/process" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:text="process" />
    </LinearLayout>

</RelativeLayout>
複製代碼

NativeActivity.java內容以下：

public class NativeActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
    private ImageView imageView;

    static {//加載so庫
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_native);
        imageView = findViewById(R.id.imageView);
        findViewById(R.id.show).setOnClickListener(this);
        findViewById(R.id.process).setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        if (v.getId() == R.id.show) {
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        } else {
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);
            getEdge(bitmap);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        }
    }

    //得到Canny邊緣
    native void getEdge(Object bitmap);
}
複製代碼

將一張名爲test.jpg的圖片放置在drawable目錄下，嘿嘿嘿！

4.三、編寫原生層代碼

原生層代碼，說白了，就是用C/C++編寫程序。

一、生成方法名

因爲NativeActivity中的getEdge是一個native方法，尚未具體的實現，全部在Android Studio中，會報紅色警告。

此時，只需將鼠標點到該方法名，而後Alt+Enter，就會在native-lib.cpp文件中生成該方法的聲明。

注：若是沒法生成，請使用javah命令，具體請百度。

一、編寫NDK代碼

native-lib.cpp內容修改成：

#include "com_demo_opencv_NativeActivity.h"
#include <android/bitmap.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;

extern "C" JNIEXPORT void JNICALL Java_com_demo_opencv_NativeActivity_getEdge (JNIEnv *env, jobject obj, jobject bitmap) {
    AndroidBitmapInfo info;
    void *pixels;

    CV_Assert(AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info) >= 0);
    CV_Assert(info.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888 ||
              info.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGB_565);
    CV_Assert(AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &pixels) >= 0);
    CV_Assert(pixels);
    if (info.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888) {
        Mat temp(info.height, info.width, CV_8UC4, pixels);
        Mat gray;
        cvtColor(temp, gray, COLOR_RGBA2GRAY);
        Canny(gray, gray, 45, 75);
        cvtColor(gray, temp, COLOR_GRAY2RGBA);
    } else {
        Mat temp(info.height, info.width, CV_8UC2, pixels);
        Mat gray;
        cvtColor(temp, gray, COLOR_RGB2GRAY);
        Canny(gray, gray, 45, 75);
        cvtColor(gray, temp, COLOR_GRAY2RGB);
    }
    AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}
複製代碼

注意，只替換內容，不要將方法名也替換了。

運行程序，效果以下：

完美，收工，回家吃飯！

5、總結

OpenCV On Android 系列配置教程就到此爲止，寫這兩篇文章確實也不容易，修改了不少遍，尤爲是這篇Android Studio，算是百忙之中抽空完成的吧，也拖了好久。本身在配置的過程當中踩了無數的坑，但願個人經驗可以幫助到你們少走彎路，同時也虛心接受你們的批評與指正。

移動端圖像處理的路還長，我也將不斷去學習充實本身，這兩篇文章算是了卻個人一個心願，下面是我創的學習羣，我也將不按期幫助你們解決問題。

請加羣的人保持一個和藹的心，分享經驗，共同進步，記住：別人幫助你不是必須的。