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Install OpenCV

Harry-hhj on Aug 31, 20212021-08-31T14:15:00+08:00
Updated Oct 20, 20212021-10-20T01:14:17+08:00 19 min read
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OpenCV 安装教程

机械是血肉，电控是大脑，视觉是灵魂。

一、安装环境

通过 Github 访问可能会非常缓慢，所以我们提供了百度网盘下载地址。

二、前言

OpenCV （开源的计算机视觉库）是基于 BSD 协议，因此它可免费用于学术和商业用途。其提供 C++ 、 C 、 Python 和 Java 接口，支持 Windows 、 Linux 、 Mac OS 、 iOS 和 Android 。OpenCV 致力于高效运算和即时应用开发。因其是用优化的 C/C++ 编写的，故其可以充分利用多核处理优势，并且还启用了 OpenSL ，它可以利用底层异构计算平台的硬件加速。可以说，想要入门机器视觉，安装 OpenCV 是躲不掉的第一步。我在 RoboMaster 的组员一年后还在参考此教程，足见它的实用性了。

配置环境是做项目的第一步，也是非常重要的一步，如果你希望培养自己的这种能力，我非常鼓励你先自己查找资料探索整个安装步骤，并给出你可能需要查阅资料用到的关键词：Git 、 OpenCV 、 OpenCV_contrib 、 cmake/cmake-gui 、以及可能出现的问题：权限不足、文件下载失败（TimeOut）等，这些问题一般只需要搜索关键字或将报错的句子复制到搜索引擎中，就能找到解决方法，其中大部分问题在 CSDN 中都有解答，少部分问题需要查阅 Overstackflow 查看英文解决方法，查阅官方资料（实际上这是最重要的一种方式）和论坛也是一种不错的方法。

三、OpenCV 安装详细步骤

准备阶段

一般来说我们的电脑都是 Windows 和 MacOS 为操作系统的，虽然在它们上面也能进行开发，但是使用体验不如 Linux 系统方便畅快。我这么说的原因是：

  • 大部分开发环境对于 Linux 的支持更好，操作以终端命令为主，环境部署效率高，而Windows 和 MacOS 则对图形化界面更友好，舒适度取决于软件开发商
  • Linux 本身就是面向服务器而非个人电脑的，因此更适合于大型项目的开发，其系统运行效率更高
  • 相比较而言 Linux 更加简洁，很适合喜欢简洁的程序员
  • 当然，这都看个人喜好，只要你用得顺手，对个人开发而言其实无所谓

为了拥有一个我们自己的 Linux 系统，有三种方法：

  • 安装双系统
  • 配置虚拟机
  • 再买一台电脑重装 Linux ：和安装双系统差不多，不做介绍

如果您的主机性能良好，那么这两个方案都是可选的，如果它的性能不足以同时运行两个系统，那么安装双系统可能是一个比较合理的选择。如果这两个方案都是可选的，那么首先你需要明白它们的优劣：

  • 双系统
    • 优点：硬件使用效率更高，所有电脑的硬件将只被一个系统使用；能够使用 GPU ，如果你的开发需要使用 GPU ，如深度学习，那么安装双系统将是你唯一的选择。
    • 缺点：无法同时使用日常的操作系统，切换系统需要重启。
  • 虚拟机：
    • 优点：可以快速进行操作系统间的切换，以及之间的文件传输；虚拟机环境损坏后重装更方便一些，且拥有系统快照功能，方便一键还原
    • 缺点：同时运行两个系统，消耗系统资源；虚拟机支持软件需要付费（VM 对学生免费）

由于虚拟机安装更快且坑较少，所以本篇教程现以虚拟机安装为主，而对双系统教程将会另外出一篇教程讲述。一般配置的 Linux 虚拟机至少需要分配 1 核 2 GB 才能运行起来，如果要运行比较耗资源的项目的话， 2 核 4 GB 是推荐的选择，当然，SSD 的速度能在一定程度上弥补内存的不足。在安装完虚拟机后，仍应留有一定的资源供主机使用。一种直观的感受是，如果你的虚拟机运行卡顿，那么首先看你装在哪里，如果是机械硬盘，那么情有可原，试着提高分配的内存，不行再提高分配的核心，如果是固态硬盘，那么就意味着分配的核心或内存太少了，根据情况提高核心或内存或同时提高。

如果你选择了双系统，那么请提前规划好你的硬盘容量，因为双系统会在安装时需要固定死系统容量，当然以后改的方法还是有点。如果你选择了虚拟机，那么你需要一个底层的支撑软件，比如 VMware 、 Parallel Desktop 等，前者作为交大的学生可以在网络信息服务中心申请免费使用。

安装完虚拟机之后，就可以正式开始安装 OpenCV 了。

首先，我们先确保系统安装了一些基本的依赖库，打开终端输入以下命令：

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sudo apt install git gcc g++ ffmpeg cmake cmake-gui make python3-dev python3-numpy python3-pip libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev libgstreamer1.0-dev libgtk-3-dev libpng-dev libjpeg-dev libopenexr-dev libtiff-dev libwebp-dev libavresample-dev libtbb-dev
sudo add-apt-repository "deb http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security main"
sudo apt update
sudo apt install libjasper1 libjasper-dev

如果想要升级 gcc/g++ 版本，请看这篇文章中的相关部分。如果想要安装最新版的 cmake ，可以参考这篇教程。


（非必须，推荐）安装 aptitude ：

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sudo apt install aptitude


（非必须）安装 Boost 和 Eigen3：

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sudo apt install libboost-all-dev
sudo apt-get install libeigen3-dev


（非必须）安装 ceres：

首先打开终端，添加源：

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sudo gedit /etc/apt/sources.list

不然你可能会遇到以下问题：

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在文件中加入：

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deb http://cz.archive.ubuntu.com/ubuntu trusty main universe

然后关闭，在终端输入以下命令，更新源并安装依赖库：

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sudo apt update
sudo apt-get install liblapack-dev libsuitesparse-dev libcxsparse3.1.2 libgflags-dev libgoogle-glog-dev libgtest-dev

然后 git clone https://github.com/ceres-solver/ceres-solver.git 从 GitHub 下载 ceres-solver 至 Applications 文件夹，在项目目录下打开终端：

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mkdir build
cd build
cmake ..
make -j$(nproc)
sudo make install


（非必须）安装 qt5，这样 OpenCV 将会和 Qt 一同编译：

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sudo apt install qt5-default qtcreator


（虚拟机安装不了）CUDA：教程将会另外发布。


当然还有一些其他的 Ubuntu 配置，比如中文输入法等，有需要的话自己查资料配置。这里提一下，如果你以后希望使用 JetBrain 全家桶（e.g. Clion、Pycharm）的话，那么请不要安装搜狗输入法，会导致程序异常退出。另外，搜狗输入法也不支持 Ubuntu 20.04 ，请安装 fcitx 下的 Google 输入法。

编译阶段

在安装了所需的依赖后，我们终于可以编译 OpenCV 了。

先从 GitHub 下载最新版的 OpenCV 和 OpenCV_contrib ，点击下图红框，选择下拉按钮 master -> Tags ->4.5.3 。

image-20210901172014018

然后点击右侧绿色按钮 Code，如果你打算选择最新的版本，直接复制地址，如果你选择了特定的版本，那么点击 Download ZIP ，解压至之后的 Applications 文件夹下。

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在 Ubuntu 中打开终端（Terminal），输入以下命令：

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cd ~
mkdir Applications
cd Applications
# 以下命令针对复制网址下载的
git clone <path/of/opencv>
git clone <path/of/opencv_contrib>

将 opencv_contrib 目录移动到 opencv 目录中，以下使用 <opencv> 和 <opencv_contrib> 分别代表着两个文件夹名，根据实际情况带入修改：

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cd ~/Applications/<opencv>
mkdir build

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最终应该如下图：

image-20210901194319253

接下来借助 cmake-gui 编译，打开终端输入：

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cmake-gui

在出现的界面中，点击 Browse Source 选择源文件目录 opencv ，点击 Browse Build 选择编译文件存放目录 build ，然后点击 Configure 。

image-20210901191947014

会跳出一个弹窗，下拉框中选择 Unix Makefiles ，然后点击 Finish 。

image-20210901194212894

完成后界面如下：

image-20210901201237796

然后我们需要修改两个地方：

  1. 通过 search 找到 CMAKE_BUILD_TYPE 处，输入 Release 。

    image-20210901214517367

  2. 在 OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH 处加入 opencv_contrib 模块路径。注意，不是选 opencv_contrib 文件夹，而是需要选中 opencv_contrib 里面的 modules 文件夹！

    image-20210901214618102

这里说明一下，CMAKE_INSTALL_PREFIX 为安装路径，系统默认为 /usr/local ，如若对 Ubuntu 不熟悉，则不要更改，默认就好。

确认无误后，点击 Configure ；先排除四个常见的问题：

  1. ade* 无法下载：手动下载（链接: https://pan.baidu.com/s/1oVUeBL6cbxeczRAd22-CHw 提取码: j2v7），存放在 Downloads 文件夹里，打开 <opencv>/modules/gapi/cmake/DownloadADE.cmake ，把第 10 行更换成自己下载的文件目录路径，例如 /home/<username>/Downloads/ ，其中 <username> 代表你的用户名。重新 Configure 。

    image-20210909120332323

  2. ippicv_* 无法下载：手动下载（链接: https://pan.baidu.com/s/1g6gZ8CrvdE9VWGmp8XmDyw 提取码: hbor），存放在 Downloads 文件夹里，打开 <opencv>/3rdparty/ippicv/ippcv.cmake ，把 42 行路径更换成自己的下载的文件目录路径，例如 /home/<username>/Downloads/ ，其中 <username> 代表你的用户名。重新 Configure 。

    image-20210902213146790

  3. face_landmark_model.dat 无法下载：手动下载（链接: https://pan.baidu.com/s/1DKkQTfAY-F91r9vZ6qPUYw 提取码: pe82），存放在 Downloads 文件夹里，打开相应的配置文件 <opencv>/<opencv_contrib>/modules/face/CMakeLists.txt ，将 CMakeLists.txt 文件的第 19 行修改为本地路径，即将原来的网址修改为下载的文件保存的路径，"/home/<username>/Downloads/" ，其中 <username> 代表你的用户名。重新 Configure 。

    image-20210902213733915

  4. boostdesc_*.i 、 vgg_generated_*.i ：手动下载（链接: https://pan.baidu.com/s/1VCdMUUm2ipu-fbL2189lFg 提取码: 88eo），存放在 <opencv>/<opencv_contrib>/modules/xfeatures2d/src/ 路径下即可，无需修改文件。

显示 Configuring done 后（注意上翻看看有没有红色的报错，因为即使报错也是会显示 Configuring done 的，当然以上这些报错你不解决其实不会影响多少），点击 Generate 生成文件；这时资源文件就出现在 build 文件夹中，我们可以关闭 cmake 界面了。

在 <opencv>/build 中打开终端，输入：

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make -j$(nproc)

此步骤将花费较长时间，尤其是开启 CUDA 选项时。

完成后，输入：

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sudo make install

至此 OpenCV 已经完成安装了，你可以删除 <opencv> 整个文件夹。

四、IDE 安装

从事项目开发，一款得心应手的 IDE 是必不可缺的。笔者目前使用下来有两款 IDE 比较好用：

  • Clion
    • 胜在集成功能全面，配置方便，几乎不用配置任何调试环境就能使用
    • 安装方式：Jetbrain 全家桶对于高校学生免费开放，你可以进入官网申请。选择 For students and teachers 下的 learn more ，用自己的学校邮箱申请，然后打开邮箱内的确认邮件。然后创建自己的 JetBrains Account ，在软件安装完之后的 activate 过程中输入账号密码就可以使用了。
  • VScode
    • 胜在插件多，支持自定义，适合编程熟练的老手或追求自定义效果的用户，但需另外为项目配置 C++ 调试环境。
    • 安装方式：进入官网下载，

Clion 环境配置

初次进入 Clion ，需要配置 Toolchains ，创建一个新项目会出现以下弹窗，一般系统会自动检测 cmake 路径，如果没有那么手动选择以下，其余的会自动检测的。

image-20210902092213415

如果没有跳出以上弹窗，那么点击左上角 CLion -> Settings 或 Preferences -> Build, Execution, Deployment -> Toolchains ，配置 Default 。

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VScode 环境配置

前往 Ubuntu Software 下载 Visual Studio Code ，然后打开界面如下：

image-20210902204824496

点击图中红色区域的按，进入 Extensions ，分别搜索安装以下三个插件：

image-20210902205200247

安装完毕后，在任意位置创建一个空目录。VScode 不支持单文件编译，必须具有项目目录。创建完毕后，用 VScode 打开项目目录，点击 Shift+Ctrl+P （Ubuntu 版本快捷键），搜索 cmake:configure ：

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对每个项目首次进入时，会提示选择工具包，这里我们选择 GCC：

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在左侧可以先建文件，使用以下示例代码测试。

以后每次编译项目，只需要简单地右击 CMakeLists.txt ，选择 Build All Projects ：

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编译完成后，点击下方 Terminal ，输入以下命令运行程序：

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cd build
./<name/of/binary_file>  # 一般与项目同名

五、示例代码

点击下载，链接: https://pan.baidu.com/s/1nCnebXdNe1XW4e1xzbrXOA 提取码: 80dc。

最终运行程序应该出现一张图片显示.apple.png 的窗口。


恭喜你安装成功！


如果觉得本教程不错或对您有用，请前往项目地址 https://github.com/Harry-hhj/Harry-hhj.github.io 点击 Star :) ，这将是对我的肯定和鼓励，谢谢！


六、参考教程

  1. OpenCV学习笔记（一） OpenCV简介及安装
  2. VSCode + CMake搭建C/C++开发环境（MacOS篇）

作者：Harry-hhj，github主页：传送门

Tutorial, Computer Vision, OpenCV
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This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.
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