Android Studio2.3+CMAKE+OpenCV3.4.2配置

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Android Studio在2.2版本更新之后加入了CMAKE方式配置NDK的方法，这大大简化了之前通过Android.mk和Application.mk两个本地配置文件进行NDK开发的方式。这种方法在后续更新的版本中不断增强，越来越好用，越来越不会出问题。本文主要介绍OpenCV3.4.2在android studio2.3中的配置，并使用JNI方式调用OpenCV中C/C++层函数。并使用配置的环境创建一个Android应用Demo。

1. 准备

本文使用的环境如下：

Windows 10 Enterprise 64bit
Android Studio 2.3
OpenCV for Android 3.4.2
Android NDK 18
CMAKE

首先需要到OpenCV官网下载opencv-3.4.2-android-sdk.zip文件，这个压缩包是编译好的，里面包含有可在Android平台上使用的动态库文件和静态库文件。
在android studio中新建一个工程，创建的时候选中支持C++. 如下图所示，这里我选择了使用C++11，因为OpenCV中有很有C++11的新特性的使用。

1.创建带C++的Android项目

2. 添加OpenCV库文件

解压下载好的opencv-3.4.2-android-sdk.zip。将.\opencv-3.4.1-android-sdk\OpenCV-android-sdk\sdk\native\jni\include 这个文件夹拷贝到cpp目录下，如下图所示。

2.拷贝include文件夹

然后再src/main目录下创建一个名为jniLibs的目录，然后将\opencv-3.4.2-android-sdk\OpenCV-android-sdk\sdk\native\libs目录下的动态库文件全部拷贝到这个目录下。

3.添加动态库文件

到了这一步，我们就可以在工程中使用引入的库文件了。

3. 在project中引入opencv

首先是要去CmakeList.txt文件中去添加我们引入的新文件。下面贴出的是修改好的文件，为了方便看已经将大部分自带的注释都删除掉了。这里主要设置的是3个地方，第一个是设置opencv头文件的目录，这是为了让cpp文件在编译的时候能找到OpenCV中类或函数的定义。第二个就是添加opencv动态库。第三就是要将opencv的动态库链接到native-lib中，这样app只需要load native-lib就可以调用opencv了。
使用到的cmake指令：

include_directories 函数设置了include文件夹的路径
add_library 函数设置库名和类型，其中libopencv_java3 是用户自定义的变量名，前后保持一致即可，SHARE 表示引入的库是动态链接库
set_target_properties 设置了OpenCV的动态链接库的路径
target_link_libraries 具有依赖关系的动态库链接到指定目标上，链接顺序需符合gcc链接规则，这里我们把libopencv_java3和log链接到了native-lib上。

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 设置include文件夹的地址
include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/cpp/include)

# 设置opencv的动态库
add_library(libopencv SHARED IMPORTED)
set_target_properties(libopencv PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI}/libopencv_java3.so)

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib
             # Sets the library as a shared library.
             SHARED
             # Provides a relative path to your source file(s).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
                       libopencv
                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

这个文件配置完基本就可以直接在cpp中使用opencv了，网上很多配置的方法中说要在app下的build.gradle里面进行修改，其实完全可以不修改也是可以运行的。下面我们就试试在项目中使用opencv将图片进行一下处理。

4. 在project中使用opencv

首先在工程中添加一张图，作为我们图像处理的原材料。这里，我拷贝一张名为abc.jpg的图像到drawable下。
然后修改布局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    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:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:gravity="center"
    tools:context="com.ay.cvdemo.MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/sample_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_weight="1"
        android:orientation="vertical">

        <ImageView
            android:id="@+id/image"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_weight="1"
            app:srcCompat="@drawable/abc" />
    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_weight="1"
        android:orientation="horizontal">

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

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

    </LinearLayout>

</LinearLayout>

然后修改MainActivity.java

package com.ay.cvdemo;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{


    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    private Button btn_src;
    private Button btn_gray;
    private ImageView imageView;
    private Bitmap bitmap;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // Example of a call to a native method
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(stringFromJNI());

        btn_src = (Button)findViewById(R.id.button_src);
        imageView = (ImageView)findViewById(R.id.image);
        bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.abc);
        imageView.setImageBitmap(bitmap);
        btn_src.setOnClickListener(this);

        btn_gray = (Button)findViewById(R.id.button_gray);
        btn_gray.setOnClickListener(this);
    }

    public void showImage(){
        bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.abc);
        imageView.setImageBitmap(bitmap);
    }

    public void gray(){
        int w = bitmap.getWidth();
        int h = bitmap.getHeight();
        int[] piexls = new int[w*h];
        bitmap.getPixels(piexls,0,w,0,0,w,h);
        int[] resultData = Bitmap2Gray(piexls, w, h);
        Bitmap resultImage = Bitmap.createBitmap(w,h, Bitmap.Config.ARGB_8888);
        resultImage.setPixels(resultData,0,w,0,0,w,h);
        imageView.setImageBitmap(resultImage);
}

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.button_src:
                showImage();
                break;
            case R.id.button_gray:
                gray();
                break;
        }
    }

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI();
    public native int[] Bitmap2Gray(int[] pixels, int w, int h);


    @Override
    public void onResume(){
        super.onResume();
    }
}

然后是native-lib.cpp文件

#include <jni.h>
#include <string>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace cv;

extern "C"
JNIEXPORT jintArray JNICALL
Java_com_ay_cvdemo_MainActivity_Bitmap2Gray(JNIEnv *env,
                                            jobject instance,
                                            jintArray buf,
                                            jint w,
                                            jint h) {
    jint *cbuf;
    jboolean ptfalse = false;
    cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, &ptfalse);
    if(cbuf == NULL){
        return 0;
    }

    Mat imgData(h, w, CV_8UC4, (unsigned char*)cbuf);
    // 注意，Android的Bitmap是ARGB四通道
    cv::cvtColor(imgData, imgData, CV_BGRA2GRAY);
    cv::cvtColor(imgData, imgData, CV_GRAY2BGRA);

    int size=w * h;
    jintArray result = env->NewIntArray(size);
    env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, (jint*)imgData.data);
    env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0);
    return result;
}

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_ay_cvdemo_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

做完上述工作之后就可以在虚拟机上测试运行了。

result