OpenCV4Android开发之旅(一)----OpenCV2.4简介及 app通过Java接口调用OpenCV的示例

开发环境：windows+ADT Bundle+CDT+OpenCV-2.4.4-android-sdk

一、OpenCV2.4简介

OpenCV近年来发展迅猛，随着Android智能终端的发展，越来越多的传统科研平台都转向Android移动终端。记得2010年人们还不大知道Android，当时第一次用OpenCV还是用的1.0.2版本在VC6.0上。早期的OpenCV只提供C语言接口，你要申请个矩阵还得CvMat *mat  = cvCreateMat(...)写一大串，这样做是为了保证程序的运行效率，带来的不便是要开发者手动管理内存分配，稍有不慎内存泄漏那是常有的事。在OpenCV的发展历程上，第一次飞跃是2009年10月1日发布的2.0版本，该版本支持C++接口 了，是直接从1.2版本跳到2.0。不久又推出了2.1，自此后想要移植OpenCV至嵌入式系统，在编译时必须借助CMake工具，而以往的不用。

第二次飞跃是在2010年6月发布的2.3、2.3.1版本，除提供C++接口向下兼容C接口外，新增了Java接口，且是对准Android平台。更重要的是以前官方不支持ndk-build,这次终于一统JNI接口调用方式，方便在Android上开发使用。2012年4月2日发布了2.4版本，支持windows/Linux、Mac/Android/IOS四大系统。

最新的版本是2013年11月11日发布的2.7版本。我电脑上配置的是2.4.4版本。

从2.4之后，为了和Android的系统架构保持同步，准确说是吸收Android框架层的优点，引入了OpenCV Manager的概念，其本质就是一个Service，用来管理OpenCV动态链接库。它工作在APP和OpenCV的动态链接库之间。OpenCV Manager的结构就是模仿Android的Binder机制。其架构图如下：

APP在运行时会首先检查OpenCV Manager存在不，如果不存在则会提示安装。如果存在，就会连接这个服务，进一步初始化加载OpenCV库。流程如下：

对于开发者而言，了解即可。从应用层面讲，将OpenCV-2.4.4-android-sdk解压后，会看到如下文件夹：

其中sdk就是开包时要用到的包，samples是自带的示例，doc是说明文档，apk则就是OpenCV Manager。手机想要运行基于OpenCV的Java接口的程序，就必须先安OpenCV Manager。

不同的手机选择不同的版本，如果是英特尔平台就选那个带x86的。比较老的手机不支持ARMv7的选第三个。根据android的版本选择前两个。我手机支持的是第一种。安装后即可。

二、Android APP通过Java接口调OpenCV

1、配置

配置其实比较简单，比之前的用JNI接口调OpenCV要简单很多，不过为了保持同步，也即以后的开发中可以随意混用Java接口和JNI接口，我们仍将压缩包解压到跟工作空间平级的目录。然后将解压后的sdk文件夹命名为OpenCV4Android-sdk，拷贝到新建的工作空间中。假设新建的工作空间名为OpenCV4Android。

【备注：这里让它两平级是为了以后JNI调用时无需修改mk文件。注意解压后会嵌套一个目录，把它拷到最外层。sdk文件夹命名和拷贝到新的工作空间都不是必须的。】

打开Eclipse切换到这个新的工作空间，右键import---General---Existing Projects into workspaces，选择OpenCV解压后的那个sdk包。导入后看是否有错误，我的是提示找不到java.util.List这个包，原来是没有加载进来Android的SDK。选中项目，按快捷键Alter + Enter，点Android，选中一个SDK，要求3.0以上。然后clean一下，看bin文件夹下的opencv library - 2.4.4.jar是否生成，如果它生成了就表示已经导入成功。

2、新建项目并引入上面的jar包

任意新建一个Android Application Project，然后选中该项目快捷键Alter + Enter，在下面的加库区域点Add，将导入工作空间的opencv sdk选中：

可以看到在Android Dependencies中将刚到导包bin目录下生成的jar文件导进去了。之后就可以使用opencv的API了。

【备注：说白了就是为了把这个jar包导进来。在生成这个jar包后可以把它拷出来，新建一个user library参见导原生camera到eclipse这篇， 之后将包加进来是一样的。这个包只有200多kb，也可以将其直接拷贝到工程目录下的libs文件夹，也是ok的。但是这样做后，就看不到jar包里具体的子包了，如org.opencv.ml这些。】

3、一个完成的demo：将一个图片灰度化

项目名字为GrayProcess，下面贴源码：

布局文件：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    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=".MainActivity" >

    <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:text="@string/wellcome_words" />
    <ImageView 
        android:id="@+id/img_huaishi"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@drawable/nanhuaijin"
        android:layout_centerInParent="true"/>
    <Button
        android:id="@+id/btn_gray_process"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@id/img_huaishi"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:text="灰度化"/>"

</RelativeLayout>

java文件：

package com.example.grayprocess;

import org.opencv.android.BaseLoaderCallback;
import org.opencv.android.OpenCVLoader;
import org.opencv.android.Utils;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;

import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Bitmap.Config;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;

public class MainActivity extends Activity {

	Button btnProcess;
	Bitmap srcBitmap;
	Bitmap grayBitmap;
	ImageView imgHuaishi;
	private static boolean flag = true; 
	private static boolean isFirst = true; 
	private static final String TAG = "MainActivity";

	//OpenCV库加载并初始化成功后的回调函数
	private BaseLoaderCallback mLoaderCallback = new BaseLoaderCallback(this) {

		@Override
		public void onManagerConnected(int status) {
			// TODO Auto-generated method stub
			switch (status){
			case BaseLoaderCallback.SUCCESS:
				Log.i(TAG, "成功加载");
				break;
			default:
				super.onManagerConnected(status);
				Log.i(TAG, "加载失败");
				break;
			}
			
		}
	};
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		initUI();
	
		btnProcess.setOnClickListener(new ProcessClickListener());
	}


	@Override
	public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
		// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
		getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
		return true;
	}

	public void initUI(){
		btnProcess = (Button)findViewById(R.id.btn_gray_process);
		imgHuaishi = (ImageView)findViewById(R.id.img_huaishi);
		Log.i(TAG, "initUI sucess...");

	}

	public void procSrc2Gray(){
		Mat rgbMat = new Mat();
		Mat grayMat = new Mat();
		srcBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.nanhuaijin);
		grayBitmap = Bitmap.createBitmap(srcBitmap.getWidth(), srcBitmap.getHeight(), 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
		Log.i(TAG, "procSrc2Gray sucess...");
	}

	private class ProcessClickListener implements OnClickListener{
		
		@Override
		public void onClick(View v) {
			// TODO Auto-generated method stub
			if(isFirst)
			{
				procSrc2Gray();
				isFirst = false;
			}
			if(flag){
				imgHuaishi.setImageBitmap(grayBitmap);
				btnProcess.setText("查看原图");
				flag = false;
			}
			else{
				imgHuaishi.setImageBitmap(srcBitmap);
				btnProcess.setText("灰度化");
				flag = true;
			}
		}

	}

	@Override
	protected void onResume() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onResume();
		//load OpenCV engine and init OpenCV library
		OpenCVLoader.initAsync(OpenCVLoader.OPENCV_VERSION_2_4_4, getApplicationContext(), mLoaderCallback);
		Log.i(TAG, "onResume sucess load OpenCV...");
//		new Handler().postDelayed(new Runnable(){
//
//			@Override
//			public void run() {
//				// TODO Auto-generated method stub
//				procSrc2Gray();
//			}
//			
//		}, 1000);
		
	}
	
	
	

}

功能很简单，就是将一个图片灰度化，然后再次点击恢复成原来的。里面有几个需要注意的事项：

a、Bitmap和Mat互相转换：Utils.bitmapToMat  Utils.matToBitmap

b、加载一个图片到Bitmap：BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.nanhuaijin);

c、颜色转换：Imgproc.cvtColor(rgbMat, grayMat, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);

d、grayBitmap的格式Config.ARGB_8888和Config.RGB_565都是可以的

e、最重要的一点：app在找OpenCV里的一些包时必须在onResume函数OpenCVLoader.initAsync()之后，否则会找不到库。最初我将procSrc2Gray();放在initUI()之后直接挂掉，后来放到OpenCVLoader.initAsync()依旧不行。除了上面代码里的方法外，还可以用一个延迟，默认等加载完包初始化后，再进行图像处理的操作：

		new Handler().postDelayed(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				procSrc2Gray();
			}
			
		}, 1000);

这样就ok了，在按键监听里无需在判断是否是第一次了。程序运行结果：

最后解释下OpenCV4Android的4应该是for的意思。另外，近年来还流行个词叫JavaCV。它和OpenCV4Android完全补一个概念，但都是java接口调用OpenCv。后文会撰文介绍其搭建方式和使用。通过JNI的方式调用OpenCV参见：http://blog.csdn.net/yanzi1225627/article/details/8525720

三、OpenCV网站导航

1、http://opencv.org/  这是OpenCV的官方网站

2、http://wiki.opencv.org.cn/index.php/ 这是国内的官网老版

3、http://www.opencv.org.cn/  国内的官网新版

     鉴于自OpenCV新增C++接口后，国内的书籍就很少，几乎没有。尤其是增加OpenCV4Android Java接口后就更少了。后续将以专栏围绕翻译OpenCV4Android Java/C++ API，及介绍如何将数字图像处理与Android APP开发融合。

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示例中的代码下载：http://download.csdn.net/detail/yanzi1225627/6602691