如何在 Android 项目中应用 OpenCV？

如何在 Android 项目中应用 OpenCV？

流程总览

1. 导入 OpenCV 库
2. 在 Android 项目中配置 OpenCV
3. 创建人脸识别器
4. 识别并裁剪人脸区域
5. 显示裁剪后的人脸图片

具体实现

导入 OpenCV 库

1. 先去 OpenCV 官网下载 OpenCV 的 Android 库并解压：https://opencv.org/releases/
2. 在项目中点击 file->new->Import Module，选择解压后的 opencv-android-sdk 文件夹中的 sdk 文件夹，并将 Module name 的名字修改为 lib_opencv
3. 修改 build.gradle(Module:lib_opencv) 的 sdk 版本和 build.gradle(Module:app) 保持一致

4. 在build.gradle(Project:project-name) 中增加如下代码：

 buildscript {
    # add
    ext.kotlin_version = '1.5.20'

    repositories { ... }

    dependencies {
    ...
    # add
    classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
    classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-android-extensions:$kotlin_version"
}

5. 在 settings.gradle 中增加一行：include ':lib_opencv'
6. 应用 OpenCV 库到 APP 中：点击 file->project structure->Dependencies->app->3 Module Dependency，然后给 opencv 打上对勾，应用即可，表现在 build.gradle(Module:app) 中：

dependencies {
    ...
    implementation project(path: ':lib_opencv')
    ...
}

7. 在 Android 项目的 AndroidManifest.xml文件中添加如下权限：

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />

8. 在 MainActivity 类中，添加如下代码来加载 OpenCV 库

static {
    System.loadLibrary("opencv_java4");
}

9. 可选步骤：将 lib_opencv/etc/haarcascade/haarcascade_frontalface_default.xml 文件复制到 app/src/main/assets/ 文件夹下，方便调用

创建人脸识别器

public class FaceDetector {
    private final String TAG = "FaceUtils";
    private String xmlPath = "haarcascade_frontalface_default.xml";
    CascadeClassifier faceDetector;

    static {
        System.loadLibrary("opencv_java4");
    }

    public FaceDetector(String dataPath) {
        String xmlFilePath = dataPath + xmlPath;
        // 创建人脸检测器
        faceDetector = new CascadeClassifier(xmlFilePath);
    }

识别并裁剪人脸

在这一步中，我们将加载图像并使用人脸识别器进行人脸检测：

public Bitmap detectAndCropFace(Bitmap originalBitmap) {
    // 将 Bitmap 转换为 Mat
    Mat mat = new Mat();
    Utils.bitmapToMat(originalBitmap, mat);

    // 创建一个灰度 Mat
    Mat grayMat = new Mat();
    Imgproc.cvtColor(mat, grayMat, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);

    // 检测人脸
    MatOfRect faces = new MatOfRect();
    faceDetector.detectMultiScale(grayMat, faces);

    // 获取第一个检测到的人脸的边界框
    Rect[] facesArray = faces.toArray();
    if (facesArray.length > 0) {
        Rect faceRect = facesArray[0];
        // 扩大边界框：数值可调整
        int padding = 20;
        faceRect.y = Math.max(faceRect.y - padding, 0);
        faceRect.height = Math.min(faceRect.height + 2 * padding, mat.rows() - faceRect.y);

        // 裁剪人脸
        Mat faceMat = new Mat(mat, faceRect);

        // 将 Mat 转换为 Bitmap
        Bitmap faceBitmap = Bitmap.createBitmap(faceMat.cols(), faceMat.rows(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
        Utils.matToBitmap(faceMat, faceBitmap);

        return faceBitmap;
    } else {
        return null;
    }

}

显示裁剪后的人脸图片

private void showFace(Bitmap faceBitmap) {
    ImageView faceImageView = findViewById(R.id.faceImageView);
    faceImageView.setImageBitmap(faceBitmap);
}

runOnUiThread(() -> showFace(faceBitmap));

参考资料

1. Android Studio 配置 OpenCV 库
2. android opencv 识别人脸并裁剪