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如何将 OpenCV 整合 Android JNI 开发 C++ 代码并打包成 aar lib 给其他工程使用

时间：2023-11-19 21:26:43

动机

本身是作影像视觉相关的工作，多数时候都使用 Python 作为开发语言，但OpenCV 本身是C++开发，学 C++ 应该有帮助。

公司有 Android/iOS Team ，有些功能需要与他们整合，多了解对方领域可以减少沟通成本。

网络上有关 OpenCV 与 Android Studio 整合的教学零散文章，这次整合成功后，把这些碎片化资讯整理起来记录，避免之后有同样需求时又辛苦一次，这次整合采了太多坑，如果不做个记录，三个月后就会忘了。

环境

Android Studio Chipmunk | .2.1 Patch 1 (Ubuntu 环境)

JNI 有 cmake 和ndk-build两种方法，我是用Cmake （版本3.22.1 ）如果你参考的教学有用到 Android.mk 或Application.mk ，那这篇有关 build 的方式会很不一样。

OpenCV 4.5.5 / 4.6.0

Android Studio 连结 JNI

开启新工程，使用Base Activity 即可。

取名叫MyApp，方便之后模拟使用这个lib 的人。

由于我们最终目的是要做一个 aar lib 。所以 myapp 用来当作 application 使用，另外，再新增一个Module 来作为 C++ lib 开发。

点选 [Files]>[New]>[New Module…] 新增 MyOpenCv。

这时的目录结构如下，除了 app 以外，多了MyOpenCv 这个Module，有CMakeLists.txt, myopencv.cpp, NativeLib三个档案。

此时，到 app 的 build.gradle 新增刚刚的module 作为依赖并执行gradle sync。

sync 后，可以到 app 的MainActivity.java 测试是不是可以抓到 JNI 的信息。

这阶段就完成了从Android 呼叫C++ Lib部分。

备注1: 这边 CMakeLists.txt 能与Android 连接是通过build.gradle 里的这段：

externalNativeBuild{cmake{path"src/main/cpp/CMakeLists.txt"version"3.18.1"}}

备注2: MyOpenCv Module 和app 可以相连是通过settings.gradle 后两行的include。

pluginManagement{repositories{gradlePluginPortal()google()mavenCentral()}}dependencyResolutionManagement{repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS)repositories{google()mavenCentral()}}rootProject.name="MyApp"include':app'include':MyOpenCv'

Cmake 与OpenCV 依赖

先至 OpenCV 官网(/releases/)下载Andoird 版本并解压缩到想要的文件夹，这边示例是在/home/user/Documents/

接着在CMakeLists.txt 加入OpenCV 依赖并执行Gradle Sync。

其中 jnigraphics-lib 是等会将图片格式由Android Bitmap 转成OpenCV Mat 格式时会用到的。

cmake_minimum_required(VERSION3.18.1)set(OpenCV_DIR"/home/jason9075/Documents/OpenCV-android-sdk/sdk/native/jni")find_package(OpenCVREQUIRED)project("myopencv")add_library(myopencvSHAREDmyopencv.cpp)include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})find_library(log-liblog)#ForAndroidBitverttocv::Matfind_library(jnigraphics-libjnigraphics)target_link_libraries(myopencv${OpenCV_LIBS}${jnigraphics-lib}#ForAndroidBitmapCoverttocv::Mat${log-lib})

这时你会发现Sync 失败，问题出在CMakeLists.txt 第五行没有抓到OpenCV 套件。

检视警告页面提示为：无法找到abi binary，位置在OpenCVConfig.cmake:47

然后…经过我漫长的寻找…不断的在cmake file 里用message() 确认各个变数，终于发现在OpenCVConfig.cmake 这个档案里的第39行中ANDROID_NDK_ABI_NAME 的值都是空的！

理论上它应该会是：[arm64-v8a, armeabi-v7a, x86, x86_64] ，各代表在不同环境的CPU架构。

OpenCVConfig.cmake

尝试注解掉原本的ANDROID_NDK_ABI_NAME 后，替换成 ANDROID_ABI 就可以成功的sync。

等 sync 完成后，就可以在myopencv.cpp 档案里引用OpenCV 而不会出错。

备注:如果你自己的电脑本身有安装OpenCV ，不使用官网下载的OpenCV_DIR ，它可能会自己跑去找系统的版本（/usr/local/lib/cmake/opencv4），而发生错误。

我自己有发生set(OpenCV_DIR path) 路径打错，跑去抓/usr/local 底下的版本，然后不断出现:

C/C++:CMakeFiles/cvmodule.dir/cvmodule.cpp.o(.data+0x0):error:undefinedreferenceto'typeinfoforcv::Exception'

的错误。

OpenCV bash 开发

开发图片转灰度功能

新增一个将图片转成灰度的功能测试，这边要注意的是在JNI 使用上，必须定义好function 的signature，像名称要和java 的package name 对应。

extern"C"JNIEXPORTvoidJNICALLJava_com_jason9075_myopencv_NativeLib_toGrey(JNIEnv*env,jobject,jobjectbitmapIn,jobjectbitmapOut){Matsrc,greyOut;bitmapToMat(env,bitmapIn,src,false);cvtColor(src,greyOut,CV_BGR2GRAY);matToBitmap(env,greyOut,bitmapOut,false);}

然后在NativeLib.java 里要宣告与C++对应的function。

publicclassNativeLib{static{System.loadLibrary("myopencv");}publicnativeStringstringFromJNI();publicnativevoidtoGrey(BitmapbitmapIn,BitmapbitmapOut);}

为了测试我们到应用程式app文件夹，把Android绿色机器人图片放到drawable 文件夹，然后在MainActivity 转成灰色。

@OverrideprotectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);binding=ActivityMainBinding.inflate(getLayoutInflater());setContentView(binding.getRoot());setSupportActionBar(binding.toolbar);NavControllernavController=Navigation.findNavController(this,R.id.nav_host_fragment_content_main);appBarConfiguration=newAppBarConfiguration.Builder(navController.getGraph()).build();NavigationUI.setupActionBarWithNavController(this,navController,appBarConfiguration);ImageViewiv=findViewById(R.id.imageView);binding.fab.setOnClickListener(newView.OnClickListener(){@OverridepublicvoidonClick(Viewview){Snackbar.make(view,"Replacewithyourownaction",Snackbar.LENGTH_LONG).setAction("Action",null).show();}});//TestHelloWorldFromMyOpenCvNativeLibcv=newNativeLib();System.out.println(cv.stringFromJNI());Bitmapimage=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.android);cv.toGrey(image,image);iv.setImageBitmap(image);}

开发读取图片宽高功能

比如说今天Android Team 有个需求是传一张图片，我们分析图片宽高等资讯，而且希望他们可以直接拿到 Java Class。

我们先在Module 里新增一个DTO 叫ImageInfo。

packagecom.jason9075.myopencv;publicclassImageInfo{privatefinalintwidth;privatefinalintheight;publicImageInfo(intwidth,intheight){this.width=width;this.height=height;}publicintgetWidth(){returnwidth;}publicintgetHeight(){returnheight;}@OverridepublicStringtoString(){return"ImageInfo{"+"width="+width+",height="+height+'}';}}

在 NativeLib.java 宣告相对应的 function getInfo()

packagecom.jason9075.myopencv;importandroid.graphics.Bitmap;publicclassNativeLib{static{System.loadLibrary("myopencv");}publicnativeStringstringFromJNI();publicnativevoidtoGrey(BitmapbitmapIn,BitmapbitmapOut);publicnativeImageInfogetInfo(Bitmapbitmap);}

然后在myopencv.cpp 新增C++ 实做方式。

须注意的一点是，因为我们最终要回传 Java Object，所以在C++这边要定义clsPath ，要找你预期回传的 Java Class 长的怎么样，还有这个Class 的Constructor 需要什么样的signature （这边 width 和 height 都是 Int 所以是(II)V）。

extern"C"JNIEXPORTjobjectJNICALLJava_com_jason9075_myopencv_NativeLib_getInfo(JNIEnv*env,jobjectthiz,jobjectbitmap){Matsrc;bitmapToMat(env,bitmap,src,false);intwidth=src.cols;intheight=src.rows;//returnjavaobjectconstchar*clsPath="com/jason9075/myopencv/ImageInfo";jclasscls=env->FindClass(clsPath);jmethodIDconstructor=env->GetMethodID(cls,"<init>","(II)V");returnenv->NewObject(cls,constructor,width,height);}

完成后，再回到 app 里实际测试。

//TestHelloWorldFromMyOpenCvNativeLibcv=newNativeLib();System.out.println(cv.stringFromJNI());Bitmapimage=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.android);cv.toGrey(image,image);iv.setImageBitmap(image);System.out.println(">>>"+cv.getInfo(image));

我们可以成功读取到宽高分别为2688 和3197。（这边和原图宽高不同的原因是Android 的Drawable 会自动缩放，若想测试原图可以改放Asset文件夹）