树莓派安装优化过的OpenCV并快速编译

这个其实是之前光电设计竞赛留传下来的 很神奇 也觉得很不错
原文参见:
https://www.pyimagesearch.com/2017/10/09/optimizing-opencv-on-the-raspberry-pi/

准备工作

首先利用ssh登录树莓派(假设用户名为pi)

ssh pi@192.168.50.37

更新软件源、软件包等相关操作:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade

然后扩容SD卡:

$ sudo raspi-config 

打开系统设置,在Advanced Options中找到Expand Filesystem进行SD卡扩容
重新回到设置界面后按方向右键选择Finish 回车 并选择Yes重启系统
之后重新ssh进入树莓派 然后需要删除一些不常用的软件(如果SD卡够大可以跳过)

$ sudo apt-get purge wolfram-engine
$ sudo apt-get purge libreoffice*
$ sudo apt-get clean
$ sudo apt-get autoremove

安装依赖

很简单 复制粘贴回车就好了 命令后边还可以加上 -y 直接安装 可以跳过询问 直接开始安装

$ sudo apt-get install build-essential cmake pkg-config
$ sudo apt-get install libjpeg-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev
$ sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev
$ sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev
$ sudo apt-get install libgtk2.0-dev libgtk-3-dev
$ sudo apt-get install libcanberra-gtk*
$ sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran
$ sudo apt-get install python2.7-dev python3-dev

下载OpenCV及OpenCV_contrib源码并解压

这个也比较简单 用wget工具进入github下载并利用unzip解压就可以

$ cd ~
$ wget -O opencv.zip https://github.com/opencv/opencv/archive/3.3.0.zip
$ unzip opencv.zip
$ wget -O opencv_contrib.zip https://github.com/opencv/opencv_contrib/archive/3.3.0.zip
$ unzip opencv_contrib.zip

看了看 GitHub上的OpenCV已经更新到4.0.1了 但是平常使用差别应该不大
下载别的版本只要把版本号改了就好了

创建python虚拟环境

$ wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py
$ sudo python get-pip.py
$ sudo python3 get-pip.py
$ sudo pip install virtualenv virtualenvwrapper
$ sudo rm -rf ~/.cache/pip

打开.profile文件:

$ sudo nano ~/.profile

在文件的末尾加上以下内容:

# virtualenv and virtualenvwrapper
export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs
export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

source一下.profile来更新:

$ source ~/.profile

利用以下命令来创建名为cv的python3(也可以是python2)的虚拟环境,名字可以根据自己的需要更改:

$ mkvirtualencv cv -p python3

最后,在虚拟环境中安装Numpy:

$ pip install numpy

编译及安装经过优化的OpenCV

$ workon cv

进入解压后的文件夹,开始配置编译环境:

$ cd ~/opencv-3.3.0/
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
    -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
    -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib-3.3.0/modules \
    -D ENABLE_NEON=ON \
    -D ENABLE_VFPV3=ON \
    -D BUILD_TESTS=OFF \
    -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=OFF \
    -D BUILD_EXAMPLES=OFF ..

检查配置结果中python2/3的解释器路径、目录、numpy路径等信息(Interpreter、Libraries、numpy、packages path)是否存在且正确
如有误需要检查先前的操作是否正确 必要时可以重新来一遍
之后我们需要增加交换空间 首先打开/etc/dphys-swapfile

$ sudo nano /etc/dphys-swapfile

然后找到CONF_SWAPSIZE这一行,将它的值改为1024(默认是100)
重启交换服务:

$ sudo /etc/init.d/dphys-swapfile stop
$ sudo /etc/init.d/dphys-swapfile start

注意 上述操作还是十分必要的 经过测试 未增强交换的情况下编译的最后一步会卡住
最后 使用make命令开始编译就好了 -j4表示make最多允许4个编译命令同时执行 这样可以提高效率

$ make -j4

然后就是漫长的等待......
注意 如果中途出错 例如
我遇到过npy_common.h NPY_INTERNAL_BUILD is not defined的错误
这时可以安装提示错误的路径进入numpy的目录 打开npy_common.h文件
将#if NPY_INTERNAL_BUILD改为#ifndef NPY_INTERNAL_BUILD
并在后边添加#define NPY_INTERNAL_BUILD
然后重新开始编译 编译的结果会保存 因此不会完全重新开始 无需担心
完成后 利用make进行安装就好了

$ sudo make install
$ sudo ldconfig

最后的最后 还得把交换空间改回100:

$ sudo nano /etc/dphys-swapfile

然后找到CONF_SWAPSIZE这一行,将它的值改回100
然后重启交换服务:

$ sudo /etc/init.d/dphys-swapfile stop
$ sudo /etc/init.d/dphys-swapfile start

对于python的设置操作

如果使用python3(以3.5为例)则要执行以下操作 将cv2.so文件进行绑定

$ cd /usr/local/lib/python3.5/site-packages/
$ sudo mv cv2.cpython-35m-arm-linux-gnueabihf.so cv2.so
$ cd ~/.virtualenvs/cv/lib/python3.5/site-packages/
$ ln -s /usr/local/lib/python3.5/site-packages/cv2.so cv2.so

如果相应的操作出错(找不到文件等) 请检查路径是否正确
对于一开始就采用python2的虚拟环境的(以2.7为例) 则要执行以下操作:

$ cd ~/.virtualenvs/cv/lib/python2.7/site-packages/
$ ln -s /usr/local/lib/python2.7/site-packages/cv2.so cv2.so

测试

测试其实很简单 import一下看看有没有就好了:

import cv2

对于这个环境 实际上C++也是适用的
注意 每次重启设备后 需要重新进入虚拟环境再开始使用OpenCV:

$ source ~/.profile
$ workon cv
$ python
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