[转]在MacOS和iOS系统中使用OpenCV
OpenCV 是一个开源的跨平台计算机视觉库，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。
最近试着在MacOS和iOS上使用OpenCV，发现网上关于在MacOS和iOS上搭建OpenCV的资料很少。好不容易搜到些资料，却发现由于OpenCV和XCode的版本更新，变得不再有用了。有些问题费了我很多时间，在此总结分享给大家，希望后来人少走些弯路。
可以预见到，随着XCode和OpenCV的版本更新，本文可能不再有效了。
所以特此注明，文本介绍的搭建方法仅针对于 XCode4.5.1 和 OpenCV 2.4.2版本。
（2013-6-22）更新: 我在XCode4.6.2 和 OpenCV 2.4.5版本的时候重新进行了一次环境搭建，以下内容做了相应调整，应该也是有效的。
MacOS系统中使用OpenCV
在Mac OS Lion中安装OpenCV
相信大部分Mac用户都安装了brew或port，如果你没有装，那么首先安装一下brew吧。使用如下命令安装brew:
ruby -e "$(curl -fsSkL raw.github.com/mxcl/homebrew/go)"
在安装好brew后，只需要一条命令就可以安装OpenCV了：
brew install opencv
通常情况下这样做就应该会安装成功，但我在公司和家里面的电脑尝试的时候，brew都会报一些错误，我遇到的都是一些小问题，按照brew的提示信息，解决掉相应的问题即可。
安装成功后，你应该可以在“/usr/local/include”目录下找到名为opencv和opencv2的目录，这里面是OpenCV相关的头文件。你也可以在“/usr/local/lib”目录下找到许多以libopencv_开头的.dylib文件，这些是OpenCV的链接库文件。
在Mac OS Mountain Lion中安装OpenCV
按照该教程，先用brew安装cmake.
去OpenCV官网下载Linux/Mac版的源码，将源码解压后，在控制台中切换到源码目录，执行如下操作：
# make a separate directory for building mkdir build cd build cmake -G "Unix Makefiles" .. # Now, we can make OpenCV. Type the following in: make -j8 sudo make install
上面的命令在执行时要注意，整个源码目录的路径不能带空格。否则编译会报错找不到一些文件。
安装成功后，你应该可以在“/usr/local/include”目录下找到名为opencv和opencv2的目录，这里面是OpenCV相关的头文件。你也可以在“/usr/local/lib”目录下找到许多以libopencv_开头的.dylib文件，这些是OpenCV的链接库文件。
在MacOS系统中使用OpenCV
接着我们可以试着在Xcode工程中使用OpenCV。
新建一个Cocoa Application的工程。工程建好后，选中工程的Target，在Build Settings一样，找到“Header Search Paths”这一个选项，将它的值改为“/usr/local/include”。
同样还需要设置的还有”Lib Search Paths”这一项，将它的值改为”/usr/local/lib/**“, 如下所示：
接着切换到Build Phases这个tab，在“Link Binary With Libraries”中，选项+号，然后将弹出的文件选择对话框目录切换到“/usr/local/lib”目录下，选择你需要使用的OpenCV链接库（通常情况下，你至少会需要core、highgui和imgproc库)，如下图所示（截图中的OpenCV版本号可能和你的有差别，但应该不影响）：
这里有一个技巧，因为 /usr 目录在对话框中默认不是可见的，可以按快捷键 command + shift + G，在弹出的“前往文件夹”对话框中输入 /usr/local/lib ，即可跳转到目标文件夹。如下图所示：
下一步是我自己试出来的，对于Lion操作系统，你需要在Build Settings中，将“C++ Language Dialect”设置成C++11，将“C++ Standard Library”设置成libstdc++ ，如下图所示。个人感觉是由于XCode默认设置的GNU++11、libc++与OpenCV库有一些兼容性问题，我在更改该设置前老是出现编译错误。后续版本在Montain Lion系统中解决了这个问题，不用进行这一步了。
把上面的设置都做好后，就可以在需要的使用OpenCV库的地方，加上opencv的头文件引用即可：
#import "opencv2/opencv.hpp"
注意，如果你的源文件扩展名是.m的，你还需要改成.mm，这样编译器才知道你将会在该文件混合使用C++语言和Objective-C语言。
OpenCV处理图象需要的格式是cv::Mat类，而MacOS的图象格式默认是NSImage，所以你需要知道如何在cv::Mat与NSImage之前相互转换。如下是一个NSImage的Addition，你肯定会需要它的。该代码来自stackoverflow上的这个贴子。
NSImage+OpenCV.h 文件：
// // NSImage+OpenCV.h // // Created by TangQiao on 12-10-26. // #import <Foundation/Foundation.h> #import "opencv2/opencv.hpp" @interface NSImage (OpenCV) +(NSImage*)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat; -(id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat; @property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVMat; @property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVGrayscaleMat; @end
NSImage+OpenCV.mm文件：
// // NSImage+OpenCV.mm // // Created by TangQiao on 12-10-26. // #import "NSImage+OpenCV.h" static void ProviderReleaseDataNOP(void *info, const void *data, size_t size) { return; } @implementation NSImage (OpenCV) -(CGImageRef)CGImage { CGContextRef bitmapCtx = CGBitmapContextCreate(NULL/*data - pass NULL to let CG allocate the memory*/, [self size].width, [self size].height, 8 /*bitsPerComponent*/, 0 /*bytesPerRow - CG will calculate it for you if it's allocating the data. This might get padded out a bit for better alignment*/, [[NSColorSpace genericRGBColorSpace] CGColorSpace], kCGBitmapByteOrder32Host|kCGImageAlphaPremultipliedFirst); [NSGraphicsContext saveGraphicsState]; [NSGraphicsContext setCurrentContext:[NSGraphicsContext graphicsContextWithGraphicsPort:bitmapCtx flipped:NO]]; [self drawInRect:NSMakeRect(0,0, [self size].width, [self size].height) fromRect:NSZeroRect operation:NSCompositeCopy fraction:1.0]; [NSGraphicsContext restoreGraphicsState]; CGImageRef cgImage = CGBitmapContextCreateImage(bitmapCtx); CGContextRelease(bitmapCtx); return cgImage; } -(cv::Mat)CVMat { CGImageRef imageRef = [self CGImage]; CGColorSpaceRef colorSpace = CGImageGetColorSpace(imageRef); CGFloat cols = self.size.width; CGFloat rows = self.size.height; cv::Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data cols, // Width of bitmap rows, // Height of bitmap 8, // Bits per component cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNoneSkipLast | kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), imageRef); CGContextRelease(contextRef); CGImageRelease(imageRef); return cvMat; } -(cv::Mat)CVGrayscaleMat { CGImageRef imageRef = [self CGImage]; CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray(); CGFloat cols = self.size.width; CGFloat rows = self.size.height; cv::Mat cvMat = cv::Mat(rows, cols, CV_8UC1); // 8 bits per component, 1 channel CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data cols, // Width of bitmap rows, // Height of bitmap 8, // Bits per component cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), imageRef); CGContextRelease(contextRef); CGColorSpaceRelease(colorSpace); CGImageRelease(imageRef); return cvMat; } + (NSImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat { return [[[NSImage alloc] initWithCVMat:cvMat] autorelease]; } - (id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat { NSData *data = [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize() * cvMat.total()]; CGColorSpaceRef colorSpace; if (cvMat.elemSize() == 1) { colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray(); } else { colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB(); } CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((CFDataRef)data); CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, // Width cvMat.rows, // Height 8, // Bits per component 8 * cvMat.elemSize(), // Bits per pixel cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault, // Bitmap info flags provider, // CGDataProviderRef NULL, // Decode false, // Should interpolate kCGRenderingIntentDefault); // Intent NSBitmapImageRep *bitmapRep = [[NSBitmapImageRep alloc] initWithCGImage:imageRef]; NSImage *image = [[NSImage alloc] init]; [image addRepresentation:bitmapRep]; CGImageRelease(imageRef); CGDataProviderRelease(provider); CGColorSpaceRelease(colorSpace); return image; } @end
完成以上步骤后，恭喜你，你可以在源代码中自由地调用OpenCV的函数了。
在iOS系统中使用OpenCV
下载或编译opencv2.framework
接下来介绍如何在iOS程序中使用OpenCV。在iOS上使用最新的OpenCV库比较简单，进入opencv的官网，下载build好的名为opencv2.framework即可（下载地址）。
如果你比较喜欢折腾，也可以自行下载opencv的源码，在本地编译opencv2.framework。这里有官方网站的教程，步骤非常简单，不过我照着它的教程尝试了一下失败了。感觉还是XCode编译器与OpenCV代码的兼容性问题，所以就没有继续研究了。
在iOS程序中使用OpenCV
新建一个iOS工程，将opencv2.framework直接拖动到工程中。然后，你需要在Build Settings中，将“C++ Standard Library”设置成libstdc++。
因为opencv中的MIN宏和UIKit的MIN宏有冲突。所以需要在.pch文件中，先定义opencv的头文件，否则会有编译错误。将工程的.pch文件内容修改成如下所示：
#import <Availability.h> #ifdef __cplusplus #import <opencv2/opencv.hpp> #endif #ifdef __OBJC__ #import <UIKit/UIKit.h> #import <Foundation/Foundation.h> #endif
把上面的设置都做好后，就可以在需要的使用OpenCV库的地方，加上opencv的头文件引用即可：
#import "opencv2/opencv.hpp"
还是那句话，如果你的源文件扩展名是.m的，你还需要改成.mm，这样编译器才知道你将会在该文件中混合使用C++语言和Objective-C语言。
同样，iOS程序内部通常用UIImage表示图片，而OpenCV处理图象需要的格式是cv::Mat，你会需要下面这个Addition来在cv::Mat和UIImage格式之间相互转换。该代码来自aptogo的开源代码，他的版权信息在源码头文件中。
UIImage+OpenCV.h 文件：
// // UIImage+OpenCV.h // OpenCVClient // // Created by Robin Summerhill on 02/09/2011. // Copyright 2011 Aptogo Limited. All rights reserved. // // Permission is given to use this source code file without charge in any // project, commercial or otherwise, entirely at your risk, with the condition // that any redistribution (in part or whole) of source code must retain // this copyright and permission notice. Attribution in compiled projects is // appreciated but not required. // #import <UIKit/UIKit.h> @interface UIImage (UIImage_OpenCV) +(UIImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat; -(id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat; @property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVMat; @property(nonatomic, readonly) cv::Mat CVGrayscaleMat; @end
UIImage+OpenCV.mm 文件：
// // UIImage+OpenCV.mm // OpenCVClient // // Created by Robin Summerhill on 02/09/2011. // Copyright 2011 Aptogo Limited. All rights reserved. // // Permission is given to use this source code file without charge in any // project, commercial or otherwise, entirely at your risk, with the condition // that any redistribution (in part or whole) of source code must retain // this copyright and permission notice. Attribution in compiled projects is // appreciated but not required. // #import "UIImage+OpenCV.h" static void ProviderReleaseDataNOP(void *info, const void *data, size_t size) { // Do not release memory return; } @implementation UIImage (UIImage_OpenCV) -(cv::Mat)CVMat { CGColorSpaceRef colorSpace = CGImageGetColorSpace(self.CGImage); CGFloat cols = self.size.width; CGFloat rows = self.size.height; cv::Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data cols, // Width of bitmap rows, // Height of bitmap 8, // Bits per component cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNoneSkipLast | kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), self.CGImage); CGContextRelease(contextRef); return cvMat; } -(cv::Mat)CVGrayscaleMat { CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray(); CGFloat cols = self.size.width; CGFloat rows = self.size.height; cv::Mat cvMat = cv::Mat(rows, cols, CV_8UC1); // 8 bits per component, 1 channel CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to backing data cols, // Width of bitmap rows, // Height of bitmap 8, // Bits per component cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), self.CGImage); CGContextRelease(contextRef); CGColorSpaceRelease(colorSpace); return cvMat; } + (UIImage *)imageWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat { return [[[UIImage alloc] initWithCVMat:cvMat] autorelease]; } - (id)initWithCVMat:(const cv::Mat&)cvMat { NSData *data = [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize() * cvMat.total()]; CGColorSpaceRef colorSpace; if (cvMat.elemSize() == 1) { colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray(); } else { colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB(); } CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((CFDataRef)data); CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, // Width cvMat.rows, // Height 8, // Bits per component 8 * cvMat.elemSize(), // Bits per pixel cvMat.step[0], // Bytes per row colorSpace, // Colorspace kCGImageAlphaNone | kCGBitmapByteOrderDefault, // Bitmap info flags provider, // CGDataProviderRef NULL, // Decode false, // Should interpolate kCGRenderingIntentDefault); // Intent self = [self initWithCGImage:imageRef]; CGImageRelease(imageRef); CGDataProviderRelease(provider); CGColorSpaceRelease(colorSpace); return self; } @end
总结
上面2个环境搭建好后，你就可以在MacOS上试验各种图象处理算法，然后很方便地移值到iOS上。
一直觉得，图象和声音是移动设备上的特点和优势。因为移动设备没有了可以快速输入的键盘，屏幕也不大，在移动设备上，声音，图象和视频应该是相比文字更方便让人输入的东西。移动端APP应该利用好这些特点，才能设计出更加体贴的功能。
而且，通常情况下做图象处理都比较好玩，记得以前在学校做了一个在QQ游戏大厅自动下中国象棋的程序，其后台使用了网上下载的一个带命令行接口的象棋AI，然后我的代码主要做的事情就是识别象棋棋盘，然后将棋盘数据传给那个象棋AI，接着获得它返回的策略后，模拟鼠标点击来移动棋子。当时不懂什么图象算法，直接把棋子先截取下来保存，然后识别的时候做完全匹配，非常弱的办法，但是效果非常好，做出来也很好玩。嗯，所以文章最后，我想说的是：have fun!
原文地址：http://www.devtang.com/blog/2012/10/27/use-opencv-in-ios/
