如何在 iOS 工程中使用 OpenCV

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前言

OpenCV ，是一个开源的跨平台计算机视觉和机器学习库，通俗点的说，就是他给计算机提供了一双眼睛，一双可以从图片中获取信息的眼镜，从而完成人脸识别、去红眼、追踪移动物体等等的图像相关的功能。更多具体的说明可参见 OpenCV 官网。

导入工程

导入 OpenCV 到 Xcode 的工程中还是比较简单的，从官网下载对应的 framework，直接丢到 Xcode 的工程中，然后在你想用 OpenCV 的地方引入 OpenCV 的头文件：

#import <opencv2/opencv.hpp>

或者直接在 PCH 文件中添加：

#ifdef __cplusplus
#import <opencv2/opencv.hpp>
#endif

然后把使用到 OpenCV 中 C++方法的实现文件后缀名改成.mm，就可以开始使用 OpenCV 的方法了。看起来很简单，对吧？确实是很简单，不过这里有一些要注意的地方，我们一起来看看。

实际问题

首先说明，为何在 PCH 文件中引入 OpenCV 的头文件我们需要多加#ifdef __cpluseplus这一部分呢？这是因为 PCH 文件是一个会被所有的文件引入的头文件，而我们又希望 #import <opencv2/opencv.hpp>这部分只会被一些 C++实现文件编译，所以我们加上#ifdef __cpluseplus来表示这是 C++ 文件才会编译的，除了#ifdef __cpluseplus，还有#ifdef __OBJC__这样的宏来说明编译规则（按照 OC 文件编译），这样的宏多出现于一些会被多种类型的实现文件引用的头文件中。

另外注意另一个问题：如果一个头文件是C++类型的头文件，那么一定要保证所有直接或者间接引用这个头文件的实现文件都要为.mm或者.cpp，否则 Xcode 就不会把这个头文件当做 C++头文件来编译，就会出现最基本的#include <iostream>这种引用都会报出file not found 这样的编译错误的问题。我在编译的过程中，某个C++头文件 A.h 被 B.h 引用，然后 B.h 又被 C.m 引用，虽然 B 的实现文件是 B.mm ，但是仍然报出了之前说的那个错误， 感谢 StackOberflow 让我找到了问题发生的原因。所以对于 C++ 头文件的引用一定要注意，但凡是引用了 A.h 的实现部分，都必须是.mm或者.cpp后缀名。（同时我们也可以知道，Xcode 是根据头文件被引用的情况来判定头文件的编译 类型的）。

转换 UIImage 和 cv::Mat

在 OpenCV 中同常用 cv::Mat 表示图片，而 iOS 中则是 UIImage 来表示图片，因此我们就需要一些转换的方法，OpenCV 的官方教程中给吃了转换的方法，这里摘录如下：

UIImage To cv::Mat:

- (cv::Mat)cvMatFromUIImage:(UIImage *)image
{
  CGColorSpaceRef colorSpace = CGImageGetColorSpace(image.CGImage);
  CGFloat cols = image.size.width;
  CGFloat rows = image.size.height;

  cv::Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels (color channels + alpha)

  CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data,                 // Pointer to  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), image.CGImage);
  CGContextRelease(contextRef);

  return cvMat;
}

cv::Mat To UIImage:

-(UIImage *)UIImageFromCVMat:(cv::Mat)cvMat
{
  NSData *data = [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize()*cvMat.total()];
  CGColorSpaceRef colorSpace;

  if (cvMat.elemSize() == 1) {//可以根据这个决定使用哪种
      colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
  } else {
      colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
  }

  CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((__bridge CFDataRef)data);

  // Creating CGImage from cv::Mat
  CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols,                                 //width
                                     cvMat.rows,                                 //height
                                     8,                                          //bits per component
                                     8 * cvMat.elemSize(),                       //bits per pixel
                                     cvMat.step[0],                            //bytesPerRow
                                     colorSpace,                                 //colorspace
                                     kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault,// bitmap info
                                     provider,                                   //CGDataProviderRef
                                     NULL,                                       //decode
                                     false,                                      //should interpolate
                                     kCGRenderingIntentDefault                   //intent
                                     );


  // Getting UIImage from CGImage
  UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
  CGImageRelease(imageRef);
  CGDataProviderRelease(provider);
  CGColorSpaceRelease(colorSpace);

  return finalImage;
 }