OpenCV On Android最佳环境配置指南(Android Studio篇)

简介

本文是《OpenCV On Android最佳环境配置指南》系列教程第二篇，也是配置系列的最后一篇，适合使用Android Studio的开发人员学习。java

本教程是通过本人屡次踩坑，并结合网上众多OpenCV On Android的配置教程总结而来，尽但愿能帮助学习OpenCV的朋友们少走弯路。若是配置上遇到问题，可在评论中留言，我将尽力帮助解决。android

若是您使用的是Eclipse，请参考上一章OpenCV On Android最佳环境配置指南(Eclipse篇)。c++

若有转载，请标明出处api

(更新时间:2020-10-12)markdown

环境

电脑：Windows10
Java：jdk1.8.0_172
Android Studio：Version 4.0.2
SDK：Android Studio 4.0.2自带的最新SDK (请不要与Eclipse同用一SDK，以避免出错)。
NDK：Android Studio 4.0.2自带的最新NDK
OpenCV：V4.4.0

注：以上配置向上兼容，读者可以使用更新的版本，但低版本可能出现错误架构

配置前说明：

本次配置不像上篇介绍Eclipse配置环境那样编写多个Demo，而是经过一个Demo，将OpenCV的Java和NDK配置方式所有讲完，尽量手把手讲解，请你们不要跳跃式地阅读。app

1、安装必要组件

打开Android Studio设置界面，进入Appearance & Behavior -> System Settings -> Android SDK。
将选项条切换到SDK Tools，勾上左下角的Show Package Details，而后按下图勾选：

点击OK，开始下载。下载完后，就能够开始建立项目了。ide

2、建立Android Studio工程

Create New Project，选择最后面的Native C++模板，而后进入配置界面。oop

这一步须要注意两个地方布局

一、包名：请尽可能与我保持一致，不然新手容易出错。
二、最小SDK：OpenCV 4.2.0要求最小SDK不小于21。

直接Finish，项目建立成功！

提示：项目建立完成后，最好运行一下，确保基本环境没问题。

3、OpenCV Java库使用指南

3.一、环境配置

第一步：将OpenCV Java库做为Module导入。

具体步骤为：File->New->Import Module，而后将OpenCV-android-sdk\sdk\java目录导入。以下图，而后Next->Finish。

第二步：修改模块名。

默认导入的模块名为java，为了方便区分，建议修改为opencv，只需在java模块右键，而后Refactor->Rename

第二步：将导入的opencv模块从application改为library，步骤以下：

一、将文件预览方式切换至Android。
二、打开opencv的build.gradle文件。
三、将apply plugin: 'com.android.application'修改为apply plugin: 'com.android.library'。
四、删除(或注释)掉defaultConfig内容。
五、将Run/Debug Configurations从opencv切换到app。
六、点击Sync Now使修改生效。

第三步：给项目添加opencv依赖

菜单File->Project Structure，在Dependencies中选择app，点击+，选择Module dependency，而后勾选opencv模块，点击OK便可！以下图：

3.二、代码编写

在AndroidManifest.xml文件中添加权限：

....
    <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" />
....
复制代码

将activity_main.xml内容修改成如下内容：

<?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>
复制代码

将MainActivity.java改成如下内容：

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();
    }
}
复制代码

这里须要注意，咱们的MainActivity继承至CameraActivity，这是为了解决黑屏的问题。若是不这样作，则须要手动处理权限，并调用JavaCameraView的setCameraPermissionGranted()方法。

3.三、运行程序

到了这一步，咱们已经可以编译出一个app，可是它并不能正常运行，这是由于咱们只是将opencv的api模块导入，但具体代码并未包含在apk中。

咱们如今可经过如下两种方式来解决这个问题：

一、在手机中安装OpenCV Manager.apk

这种方式有如下几个缺点：

一、用户须要单独安装这个apk，且不一样ARM架构的手机，apk也不同。
二、在Android高版本中，一些手机厂商为了防止应用相互唤醒，对手机作出了必定限制通（好比华为手机管家中的启动管理），这可能会照成咱们的App调用不到OpenCV Manager
三、OpenCV高版本现已再也不提供 OpenCV Manager.apk

二、将libopencv_java4.so导入到apk中

这种方式的缺点就是：麻烦!!!，但若是咱们已经肯定了目标机型，这种方式无疑是比较好的。

一般来讲，若是是真机，导入armeabi或armeabi-v7a架构的so文件；若是是虚拟机，则通常选择x86架构的so文件。

方法 2 具体的实现步骤以下：

一、将OpenCV库中的OpenCV-android-sdk\sdk\native\libs目录下4个子目录，copy到咱们项目的libs目录下。

二、修改build.gradle文件，添加如下内容：

sourceSets{
    main{
        jniLibs.srcDirs = ["libs"];
    }
}
复制代码

如图所示：

作完这一步，libopencv_java4.so将被自动打包进apk中，但可能仍是会报错。

通常来讲，会提示缺乏c++_shared，这就须要咱们再次修改build.gradle文件，添加arguments：

android {
    //......
    defaultConfig {
        //......
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
                arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
            }
        }
    }
}
复制代码

作完以上内容，基本上就OK了。

其实这里还有一个坑，因为咱们从一开始就建立的是一个Native C++项目，因此经过在build.gradle文件中添加arguments参数，就能将c++_shared.so打包进apk，可是若是建立的是普通项目，此方式将无效，须要手动将c++_shared.so添加到libs对应的目录下。

4、OpenCV NDK库使用指南

4.一、环境配置

Android Studio配置OpenCV环境灰常简单（是的，没错），只需修改一个文件便能成功配置环境，什么Android.mk啊、Application.mk啊，所有滚蛋。

配置方式：打开CMakeLists.txt，内容修改以下：(将OpenCV_DIR设置为你的路径，注意分隔符，使用'/'或'\\')：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# ##################### OpenCV 环境 ############################
#设置OpenCV-android-sdk路径
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)

# ###################### 项目原生模块 ###########################

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

target_link_libraries( native-lib
                       ${OpenCV_LIBS}
                       log
                       jnigraphics)
复制代码

OK，环境配置好了，嘿嘿嘿，接下来开始编写OpenCV代码了。

4.二、编写应用层代码

菜单File->New->Activity->Empty Activity，建立一个新的Activity，其命名下如图，并设置为启动页，Finish。

为了分清楚桌面上两个程序入口，请在AndroidManifest.xml文件中给两个Activity指定label，以下图：

下面开始编写布局文件activity_native.xml，内容以下：

<?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>
复制代码

NativeActivity.java内容以下：

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

    static {//加载so库
        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边缘
    native void getEdge(Object bitmap);
}
复制代码

将一张名为test.jpg的图片放置在drawable目录下，嘿嘿嘿！

4.三、编写原生层代码

原生层代码，说白了，就是用C/C++编写程序。

一、生成方法名

因为NativeActivity中的getEdge是一个native方法，尚未具体的实现，全部在Android Studio中，会报红色警告。

此时，只需将鼠标点到该方法名，而后Alt+Enter，就会在native-lib.cpp文件中生成该方法的声明。

注：若是没法生成，请使用javah命令，具体请百度。

一、编写NDK代码

native-lib.cpp内容修改成：

#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);
}
复制代码

注意，只替换内容，不要将方法名也替换了。

运行程序，效果以下：

完美，收工，回家吃饭！

5、总结

OpenCV On Android 系列配置教程就到此为止，写这两篇文章确实也不容易，修改了不少遍，尤为是这篇Android Studio，算是百忙之中抽空完成的吧，也拖了好久。本身在配置的过程当中踩了无数的坑，但愿个人经验可以帮助到你们少走弯路，同时也虚心接受你们的批评与指正。

移动端图像处理的路还长，我也将不断去学习充实本身，这两篇文章算是了却个人一个心愿，下面是我创的学习群，我也将不按期帮助你们解决问题。

请加群的人保持一个和蔼的心，分享经验，共同进步，记住：别人帮助你不是必须的。