简介
本文是《OpenCV On Android最佳环境配置指南》系列教程第二篇，也是配置教程的最后一篇。通过对Android Studio里OpenCV环境配置讲解，快速帮新人解决入门配置问题。
本文内容是本人经过多次踩坑，并参考网上众多OpenCV On Android的配置教程总结而来，尽希望能帮助学习移动图像处理的朋友们少走弯路，如有转载，请标明出处http://www.jianshu.com/p/6e16c0429044。
本篇文章写的时候有点匆忙，肯定有遗漏之处，后续将持续补充。同时如有不足之处，希望各位dalao能够指正，我也将及时修改。配置上如果遇到问题，也可以在评论里留言，我将尽力帮助解决。
如果您使用的是Eclipse，请参考前一章OpenCV On Android最佳环境配置指南(Eclipse篇)。
环境
电脑：Windows10
Java：jdk1.8.0_172
Android Studio：Version 3.1.3
SDK：Android Studio 3.1.3自带的最新SDK(请不要与Eclipse同用一SDK，以免出错)。
NDK：Android Studio 3.1.3自带的最新NDK
OpenCV：V3.4.1
注：以上配置基本上为最新版本
问答：
1、我已经会使用Eclipse搭建OpenCV Java和NDK环境了，为什么还需要看你这篇文章？
答：原因有以下几点：
1、现实原因，参见为什么要用Android Studio?，可见Android Studio迟早会称霸Android IDE界;
2、配置原因，OpenCV在Eclipse配置非常复杂(我当初配置了接近一个月)，而Android Studio则简单到令人泪奔。
3、调试原因，也是最重要的一点，Eclipse 原生代码调试能力弱，且容易出现误报，相比较，Android Studio稳定多了，且调试非常方便。
2、我已经会使用Android Studio搭建OpenCV Java和NDK环境了，为什么还需要看你这篇文章，你这篇文章有什么特殊之处吗？
答：我也不是一个喜欢重复造轮子的人，既然写了这篇文章，肯定会去介绍一种不同的配置方式。正如本教程题目所提到的"最新"这个词，我敢能保证我的配置方式是紧跟“时代潮流”。
传统的Android Studio配置OpenCV环境与Eclipse无异，都是采用Android.mk文件进行配置，这种方式配置的缺点在于原生代码不具有自动提示功能。而本文采用CMake进行配置，更加方便，简洁，这种方式也是Android Studio所提倡的。
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，本次将使用一个Demo，将OpenCV Java和NDK配置方式完全包含，尽可能帮助大家去理解，请大家不要跳跃式地阅读。
同时OpenCV Java库和NDK库的优缺点在上篇文章里面已经提及，本文就不再赘述。
一、安装必要组键
1、打开Android Studio。如果是欢迎界面，选择Configure->SDK Manager。如果是项目界面，选择Tools->Android->SDK Manager。
2、将选项条切换到SDK Tools，勾上CMake和NDK，然后OK，开始下载(如果之前是勾选上的，则可以忽略此步)。
1.png
下载完后，则可以开始正式创建项目。
二、创建Android Studio工程
Create New Projec，这一步没什么好说的，由于是在一个Demo里介绍Java和NDK配置，所以我们必须提前将Include C++ support勾选上(请注意我的项目名和包名，以免后续JNI编写时出错)，如下图：
2.png
接下来几步都默认，但在Customize the Activity这步，我将Activity Name设置为JavaActivity，如下图：
3.png
下一步，Customize C++ Support中，C++ Standard设置为C++14，下面两个CheckBox都勾选上(别问我为什么，我也不知道该咋解释)。如下图：
4.png
Finish，项目创建成功
三、OpenCV Java库使用指南
环境配置：
第一步、将OpenCV Java库作为Module导入。具体步骤为：File->New->Import Module，然后将OpenCV-android-sdk\sdk\java目录导入，如下图，然后Next->Finish。
5.png
如果Module导入后提示下图中的错误，你可以选择点击蓝色链接，Android Studio会自动下载所需的sdk版本。但我通常一般不会这样做，因为目前市场上，99.9%的Android智能手机系统版本都高于API15(Android4.0.3 IceCreamSandwich)，我们也无需去兼容过低的系统版本。
6.png
我的做法是，将文件列表上方的显示模式由Android切换至Project，并展开文件列表。分别打开app\build.gradle文件和OpenCVLibrary341\build.gradle文件，将OpenCVLibrary341\build.gradle的几个版本号改成与app\build.gradle文件里相同即可，然后在文本域上方点击Try Again,如下图：
7.png
第二步、给项目添加OpenCV Java库依赖
菜单File->Project Structure，在Modules里选择app，右侧进入Dependencies，点击加号，选择Module dependency，如下图：
8.png
选择OpenCVLibrary341，OK！
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" />
....
将activity_java.xml内容修改为以下内容：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout 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"
android:orientation="vertical">
<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" />
</LinearLayout>
将JavaActivity.java改为以下内容：
public class JavaActivity extends AppCompatActivity 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 void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
//保持屏幕常亮
getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);
setContentView(R.layout.activity_java);
javaCameraView = (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_3_4_0, 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.rgba();
}
}
在手机中安装OpenCV Manager.apk，考虑到兼容性，真机一般选择armeabi或者armeabi-v7a，虚拟机一般选择x86，然后安装我们的程序。如果出现安装正常，但是运行程序报错的情况，可能有以下原因：
1、未获得摄像头权限
Android系统出于安全考虑，对权限的的使用越来越严苛。在Android高版本中，仅仅在AndroidManifest.xml中声明权限并不能确保用户一定授予，需要动态获取权限，或者用户在设置中手动授权。
2、未能连接到OpenCV Manager
同样是出于安全考虑，同时也防止应用之间相互唤醒（类似腾讯、百度全家桶，相互调用来保活），Android高版本限制了进程间的调用。具体解决方案请百度，因为每个手机打开方式都不一样。
免安装OpenCV Manager
此处参见OpenCV On Android最佳环境配置指南(Eclipse篇)里OpenCV Java库使用指南最后部分。
四、OpenCV NDK库使用指南
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，全部滚蛋。
配置方式：打开CMakeLists.txt，内容修改如下，记得将OpenCV_DIR设置为你的路径，并注意斜杠方向，不要直接复制路径，需要手动修改：
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)
OK，环境配置好了，嘿嘿嘿，接下来开始代码编写。
代码编写：
菜单File->New->Activity->Empty Activity，创建一个新的Activity，其命名下如图，并设置为启动页，Finish。
9.png
为了桌面上两个程序入口不冲突，请在AndroidManifest.xml文件中给两个Activity指定label，如下图：
10.png
布局文件activity_jni.xml内容如下：
<?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>
JniActivity.java内容如下：
public class JniActivity 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_jni);
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);
}
}
//获得Canny边缘
native void getEdge(Object bitmap);
}
将一张名为test.png的图片放置在drawable目录下，我使用的是我的偶像照片，嘿嘿嘿^_^！
test.png
应用层写好了，现在开始原生层操作：
第一步：生成头文件
打开Android Studio下方Terminal栏，输入cd app\src\main\java(所有应用都一样)，回车。然后输入javah 包名.类名(我们这里输入的是javah com.demo.opencvdemo.JniActivity)，回车后，将在app\src\main\java目录下生成一个头文件，如下图所示。最后将该头文件Move到app\src\main\cpp目录下。
12.png
第二步：编写NDK代码
native-lib.cpp内容修改为：
#include "com_demo_opencvdemo_JniActivity.h"
#include <android/bitmap.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
extern "C" JNIEXPORT void
JNICALL Java_com_demo_opencvdemo_JniActivity_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, 125, 225);
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, 125, 225);
cvtColor(gray, temp, COLOR_GRAY2RGB);
}
AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}
代码写完后，就可以编译运行程序了。这时可能会出现如下错误，这是由于OpenCV doesn't link on Android x86/x86_64 with ndk r16，简而言之，就是NDK r16默认使用的是c++_static模板库，而OpenCV3.4.1是由NDK r14默认的gnustl_static模板库所生成，这使得NDK r16编译会出现异常。如果你使用的是ndk r14，将不会出现这种错误。
13.png
解决办法有两种：
1、更换成旧版本NDK
在SDK Manager中删除NDK，然后重新下载NDK r14，并将其解压到AndroidSDK目录/ndk-bundle目录中。重启Android Studio即可(以后更新注意不要升级NDK)。
2、使用gnustl_static模板库
要想使用gnustl_static模板库进行编译，只需要在app\build.gradle中添加arguments参数，添加后内容如下：
...
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags "-std=c++14 -frtti -fexceptions"
arguments '-DANDROID_STL=gnustl_shared' //支持C++异常处理标准模板库
}
}
...
继续编译运行，这时候又会出现下面的错误(方法2才会有)，这是由x86 abi架构造成的，原因未知。
14.png
解决方法有以下两种：
1、不生成x86 abi架构
NDK r16能够编译"armeabi-v7a", "arm64-v8a", "x86_64","x86"，我们只需指定编译器生成其余三种abi架构，就可以避免该bug。具体做法如下，在app\build.gradle中增加abiFilters字段。内容如下：
...
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags "-std=c++14 -frtti -fexceptions"
arguments '-DANDROID_STL=gnustl_shared' //支持C++异常处理标准模板库
abiFilters "armeabi-v7a", "arm64-v8a", "x86_64"
}
}
...
本方法的缺点是，不能兼容x86架构的手机，并且不能在虚拟机上运行(大部分虚拟机都是x86架构)。
2、添加编译参数
我比较喜欢这个方法，既能避免错误，有能兼容大部分的Android手机。做法如下：在CmakeLists.txt文件中添加如下内容：
...
endif(OpenCV_FOUND)
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,--exclude-libs,libippicv.a -Wl,--exclude-libs,libippiw.a")
# ###################### 项目原生模块 ###########################
add_library( native-lib
SHARED
src/main/cpp/native-lib.cpp)
...
然后编译程序，将不再报错，并能够成功运行。注意，此时可能会默认打开JavaActivity，退出应用，从桌面进入JniActivity，点击SHOW按钮，效果如下：
15.png
点击PROCESS，效果如下：
16.png
额······我的偶像，即使变成被Canny检测了边缘，还是我的偶像，哈哈哈！！！
五、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，修改了很多遍，尤其是这篇Android Studio，算是百忙之中抽空完成的吧，也拖了很久。自己在配置的过程中踩了无数的坑，希望我的经验能够帮助到大家少走弯路，同时也虚心接受大家的批评与指正。移动端图像处理的路还长，我也将不断去学习充实自己，这两篇文章算是了却我的一个心愿，接下来的时间，我将全身心投入考研，反正大家都加油吧，下面是我创的学习群，我也将不定期帮助大家解决问题，请加群的人保持一个和善的心，分享经验，共同进步，记住：别人帮助你不是必须的。
作者：徒步青云
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來源：简书
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