OpenCV Android開發(fā)教程

本指南旨在幫助您快速學習Android開發(fā)基礎知識并設置工作環(huán)境。它是用Windows 7寫的，雖然它可以與Linux（Ubuntu），Mac OS X和Android SDK支持的任何其他操作系統(tǒng)一起使用。

如果您在徹底按照這些步驟后遇到任何錯誤，請隨時通過OpenCV Q＆A論壇或者加入w3cschool官方群與我們聯(lián)系。我們將竭盡全力幫助您。

前言

Android是由Google領導的開放手機聯(lián)盟開發(fā)的基于Linux的開源移動操作系統(tǒng)。有關詳細信息，請參閱Android教程。

Android的開發(fā)與其他平臺的開發(fā)顯著不同。所以在開始編程Android之前，我們建議您確保您熟悉以下主題：

1. Java編程語言是Android操作系統(tǒng)的主要開發(fā)技術。此外，您可以在Java上找到有用的Java文檔。
2. Java本機接口（JNI）是Java虛擬機中運行本機代碼的技術。此外，您可以在JNI上找到Oracle文檔。
3. Android Activity及其生命周期，這是一個必不可少的Android API類。
4. OpenCV的開發(fā)一定要了解Android Camera的具體細節(jié)。

Android開發(fā)的快速環(huán)境設置

如果您正在安裝一個干凈的環(huán)境，那么您可以嘗試NVIDIA發(fā)布的Tegra Android開發(fā)包（TADP）。

注意

啟動版本2.0的TADP軟件包包括OpenCV for Tegra SDK，這是一個常規(guī)的OpenCV4Android SDK，擴展了Tegra特定的東西。拆包后，TADP將自動覆蓋所有環(huán)境設置，您可以跳過本指南的其余部分。

如果您是Android開發(fā)中的初學者，那么我們還建議您從TADP開始。

注意

NVIDIA的Tegra Android開發(fā)包包含了NVIDIA * Tegra平臺的一些特殊功能，但其使用并不僅限于Tegra設備。*您需要至少1.6 Gb可用磁盤空間進行安裝。

• TADP將從Google的服務器下載Android SDK平臺和Android NDK，因此安裝需要Internet連接。
• TADP可能會在安裝過程結束時要求您刷新開發(fā)套件。如果沒有Tegra開發(fā)套件，請?zhí)^此步驟。
• （UNIX）TADP將在安裝過程中詢問您的root，因此您需要成為sudo組的成員。

用于Android開發(fā)的手動環(huán)境設置

Java開發(fā)

您需要安裝以下軟件才能開發(fā)適用于Java的Java：

1. Sun JDK 6（Sun JDK 7也是可能的）請訪問Java SE下載頁面并下載操作系統(tǒng)的安裝程序。以下是Ubuntu和Mac OS 的詳細JDK（Java Development Kit）安裝指南（僅適用于OpenCV的JDK部分）

sudo update-java-alternatives --set java-6-sun

   2. Android SDK

從http://developer.android.com/sdk/index.html獲取最新的Android SDK

這是Google的SDK 安裝指南。

sudo apt-get install ia32-libs

對于基于Red Hat的系統(tǒng)，以下命令可能會有所幫助：

sudo yum install libXtst.i386

    3.  Android SDK組件

您需要安裝以下SDK組件：

• Android SDK工具，修訂版本20或更新版本。較舊的修訂也應該有效，但不推薦。
• SDK平臺Android 3.0（API 11）。OpenCV Java API支持的最小平臺是Android 2.2（API 8）。這也是提供的示例運行所需的最低API級別。請參閱他們的AndroidManifest.xml文件中的<uses-sdk android：minSdkVersion =“8”/>標簽。但為了成功編譯，目標平臺應設置為Android 3.0（API 11）或更高版本。它不會阻止他們在Android 2.2上運行。

有關安裝/更新SDK組件的幫助，請參閱添加平臺和軟件包。 

    4.  Eclipse IDE

檢查Android SDK系統(tǒng)要求文檔以獲取與Android SDK兼容的Eclipse版本列表。對于OpenCV 2.4.x，我們推薦使用Eclipse 3.7（Indigo）或Eclipse 4.2（Juno）。它們在Windows和Linux下都適用于OpenCV。

如果您沒有安裝Eclipse，您可以從官方網(wǎng)站獲取。

    5.  Eclipse的ADT插件

這些說明是從Android開發(fā)人員網(wǎng)站復制的，如有任何與ADT有關的問題，請查看。

假設您已安裝Eclipse IDE，請按照以下步驟下載并安裝ADT插件：

1. 啟動Eclipse，然后選擇幫助 - >安裝新軟件...
2. 點擊添加（在右上角）。
3. 在顯示的“添加存儲庫”對話框中，為“名稱”輸入“ADT Plugin”，并為“位置”輸入以下URL：https : //dl-ssl.google.com/android/eclipse/
4. 單擊確定

   注意
   如果您在獲取插件時遇到問題，請嘗試使用位置網(wǎng)址中的“http”，而不是“https”（出于安全考慮，首選使用https）。

5. 在可用軟件對話框中，選中開發(fā)人員工具旁邊的復選框，然后單擊下一步。
   
6. 在下一個窗口中，您將看到要下載的工具的列表。點擊下一步。

   注意
   如果您還計劃使用Android NDK開發(fā)本機C ++代碼，請不要忘記啟用NDK插件安裝。

   8.  閱讀并接受許可協(xié)議，然后單擊完成。

   9.  安裝完成后，重新啟動Eclipse。

C ++中的本地開發(fā)

您需要安裝以下軟件才能在C ++中為Android開發(fā)：

1、Android NDK

要編譯Android平臺的C ++代碼，您需要Android Native Development Kit（NDK）。

您可以從下載頁面獲取最新版本的NDK 。要安裝Android NDK，請將存檔提取到計算機上的某個文件夾。以下是安裝說明。

注意
在開始之前，您可以在該文件夾中閱讀Android NDK存檔中的官方Android NDK文檔docs/。關于使用Android NDK構建系統(tǒng)的主要文章在ANDROID-MK.html文件中。你可以在找到一些額外的信息APPLICATION-MK.html，NDK-BUILD.html文件和CPU-ARM-NEON.html，CPLUSPLUS-SUPPORT.html，PREBUILTS.html。

2、Eclipse的CDT插件

如果您選擇安裝Eclipse ADT插件的NDK插件組件（見上圖），您的Eclipse IDE應該已經(jīng)有CDT插件（也就是C / C ++開發(fā)工具）。有幾種可能的方式將Android NDK的C ++代碼的編譯整合到Eclipse編譯過程中。我們建議基于Eclipse CDT（C / C ++開發(fā)工具）Builder的方法。

Android應用程序結構

通常Android應用程序的源代碼具有以下結構：

• root folder of the project/jni/libs/res/src/AndroidManifest.xmlproject.properties... other files ...

Where：

• 該src文件夾包含應用程序的Java代碼，
• 該res文件夾包含應用程序的資源（圖像，描述UI布局的xml文件等），
• 該libs文件夾將在成功構建后包含本機庫，
• 該jni文件夾包含C / C ++應用程序源代碼和NDK的構建腳本Android.mk并Application.mk生成本機庫，
• AndroidManifest.xml 文件提供有關Android系統(tǒng)應用程序的基本信息（應用程序名稱，主應用程序包的名稱，應用程序的組件，所需的權限等）。它可以使用Eclipse向導或Android SDK中的Android工具創(chuàng)建。
• project.properties是一個包含目標Android平臺和其他構建細節(jié)信息的文本文件。這個文件是由Eclipse生成的，或者可以使用android SDK中包含的android工具來創(chuàng)建。

注意

由于Android NDK構建系統(tǒng)依賴于它們，所以需要兩者AndroidManifest.xml和project.properties文件來編譯應用程序的C ++部分。如果任何這些文件不存在，請在C ++部分之前編譯項目的Java部分。

Android.mk和Application.mk腳本

該腳本Android.mk通常具有以下結構：

LOCAL_PATH := \f$(call my-dir)
include \f$(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := <module_name>
LOCAL_SRC_FILES := <list of .c and .cpp project files>
<some variable name> := <some variable value>
...
<some variable name> := <some variable value>
include \f$(BUILD_SHARED_LIBRARY)

這是Android.mk構建Android應用程序的C ++源代碼的最小文件。請注意，前兩行和最后一行都是強制性的Android.mk。

通常，該文件Application.mk是可選的，但是在使用OpenCV的項目中，當在C ++中使用STL和異常時，也應該創(chuàng)建它。文件示例Application.mk：

APP_STL：= gnustl_static
APP_CPPFLAGS：= -frtti -fexceptions
APP_ABI：= all

從命令行構建應用程序本機部分

以下是編譯Android應用程序的C ++部分的標準方法：

警告

我們強烈推薦使用cmd.exe（標準Windows控制臺）而不是Windows上的Cygwin 。如果只有你絕對確定，你在做什么才能使用后者。Cygwin不是真正的支持，我們不大可能幫助你，萬一你遇到一些問題。所以，只有當你能夠自己處理后果時，才能使用它。

1. 打開控制臺并轉到Android應用程序的根文件夾

cd <root folder of the project>/

  2. 運行以下命令

<path_where_NDK_is_placed>/ndk-build

  3.  執(zhí)行該命令后，源代碼的C ++部分被編譯。

之后，可以（重新）編譯應用程序的Java部分（使用Eclipse或Ant構建工具）。

<path_where_NDK_is_placed> / ndk-build V = 1

示例2：重建所有

<path_where_NDK_is_placed> / ndk-build -B

從Eclipse構建應用程序本機部分（CDT Builder）

有幾種可能的方式將Android NDK的本機C ++代碼的編譯整合到Eclipse構建過程中。我們建議基于Eclipse CDT（C / C ++開發(fā)工具）Builder的方法。

important

OpenCV for Android軟件包自版本2.4.2包含預配置的CDT構建器的示例項目。對于您自己的項目，請遵循以下步驟。

1、定義包含系統(tǒng)中Android NDK路徑的NDKROOT環(huán)境變量（例如“X：\\ Apps \\ android-ndk-r8”或“/ opt / android-ndk-r8”）。

在Windows上，可以通過我的電腦 - >屬性 - >高級 - >環(huán)境變量設置環(huán)境變量。在Windows 7上也可以在控制臺會話中使用setx命令。

在Linux和MacOS上，可以通過向"~/.bashrc"文件中添加“export VAR_NAME = VAR_VALUE”行來設置環(huán)境變量，并注銷然后再打開。

2、打開Eclipse并加載Android應用程序項目進行配置。

3、通過Eclipse菜單將C / C ++自然添加到項目中 - >其他 - > C / C ++ - >轉換為C / C ++項目。

和：

4、選擇要轉換的項目。指定“項目類型”= Makefile項目，“工具鏈”=其他工具鏈。

5、   打開項目屬性 - > C / C ++構建，取消選中使用默認構建命令，將“構建命令”文本替換為“make”

“$ {NDKROOT} /ndk-build.cmd”在Windows上，

在Linux和MacOS上的“$ {NDKROOT} / ndk-build”。

6、轉到行為選項卡并更改“工作臺構建類型”部分，如下所示：

7、按確定，確保在構建項目時成功調用ndk-build。

8、如果您在Eclipse編輯器中打開C ++源文件，您將看到語法錯誤通知。它們不是真正的錯誤，但需要額外的CDT配置。

9、打開項目屬性 - > C / C ++常規(guī) - >路徑和符號，并為** C ++ ** 添加以下包含路徑：

# for NDK r8 and prior:
${NDKROOT}/platforms/android-9/arch-arm/usr/include
${NDKROOT}/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/include
${NDKROOT}/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/libs/armeabi-v7a/include
${ProjDirPath}/../../sdk/native/jni/include
# for NDK r8b and later:
${NDKROOT}/platforms/android-9/arch-arm/usr/include
${NDKROOT}/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.6/include
${NDKROOT}/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.6/libs/armeabi-v7a/include
${ProjDirPath}/../../sdk/native/jni/include

最后一個路徑應該更改為OpenCV4Android SDK位置的正確絕對路徑或相對路徑。

這應該清除Eclipse C ++編輯器中的語法錯誤通知。

調試和測試

在本節(jié)中，我們將為您提供有關如何設置用于測試和調試Android項目的仿真器或硬件設備的易于遵循的說明。

AVD

AVD（Android虛擬設備）不太可能是測試與OpenCV相關的應用程序最方便的方法，但確定配置的最簡單的方法。

1. 假設你已經(jīng)安裝了Android SDK和Eclipse IDE，那么在Eclipse中轉到Window - > AVD Manager。
2. 在AVD管理器窗口中按新建按鈕。
3. 創(chuàng)建新的Android虛擬設備窗口將允許您為新設備選擇一些屬性，如目標API級別，SD卡等大小
4. 當您單擊創(chuàng)建AVD按鈕時，您的新AVD將可在AVD管理器中使用。
5. 按開始啟動設備。請注意，任何AVD（也稱為仿真器）通常比硬件Android設備慢得多，因此可能需要幾分鐘的時間才能啟動。
6. 在Eclipse IDE中運行 - >運行/調試，以常規(guī)或調試模式運行應用程序。設備選擇器將允許您在正在運行的設備之間進行選擇或啟動新的設備。

硬件設備

如果您有Android設備，可以使用它來測試和調試應用程序。這樣做更真實，雖然有點難以設置。您需要對Windows和Linux操作系統(tǒng)進行一些操作才能使用Android設備。Mac OS不需要額外的操作。有關在下面的子部分中配置硬件設備的詳細信息。

有關更多信息，您還可以咨詢官方的Android開發(fā)人員網(wǎng)站說明。

Windows主機

1、在Android設備上啟用USB調試（通過設置菜單）。

2、使用USB電纜將Android設備連接到PC。

3、轉到開始菜單，然后右鍵單擊計算機。在上下文菜單中選擇管理?？赡軙竽峁┕芾頇嘞?。

4、在左窗格中選擇設備管理器，并在列表中找到未知設備。您可以嘗試拔下電源插頭，然后重新插上電源，以檢查列表中是否顯示您的確切設備。

5、嘗試運行安裝Google USB驅動程序，無需任何修改：右鍵單擊未知設備，選擇屬性菜單項 - >詳細信息選項卡 - >更新驅動程序按鈕。

6、選擇瀏覽計算機驅動程序軟件。

7、指定<Android SDK folder>/extras/google/usb_driver/文件夾的路徑。

8、如果您得到安裝未經(jīng)驗證的驅動程序并報告成功的提示 - 您已完成USB驅動程序的安裝。

9、否則（得到如下所示的故障）按照下面的步驟。

10、再次右鍵單擊未知設備，選擇屬性 - >詳細信息 - >硬件標識，并復制行USB\VID_XXXX&PID_XXXX&MI_XX。

11、現(xiàn)在打開文件<Android SDK folder>/extras/google/usb_driver/android_winusb.inf。根據(jù)您的主機系統(tǒng)架構，選擇Google.NTx86或Google.NTamd64部分。

12、應該有您的設備的現(xiàn)有記錄，您需要手動添加一個。

13、保存android_winusb.inf文件并嘗試重新安裝USB驅動程序。

14、這次安裝應該成功。

15、而一個未知的設備現(xiàn)在被認為是Android手機。

16、通過adb devices命令可以在控制臺中驗證成功的設備USB連接。

17、現(xiàn)在，在Eclipse中運行 - >運行/調試以常規(guī)或調試模式運行應用程序。設備選擇器將讓您在設備之間進行選擇。

Linux主機

默認情況下，Linux無法識別Android設備，但很容易解決此問題。在Ubuntu Linux上，您必須創(chuàng)建一個新的** / etc / udev / rules.d / 51-android.rules **配置文件，其中包含有關Android設備的信息。您可能會在這里找到一些供應商ID ，或執(zhí)行l(wèi)susb命令來查看已插入的Android設備的VendorID。這是LG設備的這樣一個例子：

SUBSYSTEM ==“usb”，ATTR {idVendor} ==“1004”，MODE =“0666”，GROUP =“plugdev”

然后重新啟動您的adb服務器（甚至更好地重新啟動系統(tǒng)），插入您的Android設備并執(zhí)行adb設備命令。您將看到附加設備的列表：

Mac OS主機

不需要任何操作，只需通過USB連接設備并運行adb設備來檢查連接。

下一步是什么

現(xiàn)在，當您設置和配置開發(fā)環(huán)境時，您可能需要繼續(xù)安裝OpenCV4Android SDK。您可以在單獨的OpenCV4Android SDK教程中學習如何做到這一點。