Raspberry Pi：Raspbian編譯OpenCV原始碼

我的環境是Raspberry Pi 2、Raspbian Jessie（2015-11-21），自行編譯OpenCV（Open Source Computer Vision Library），我抓的版本是3.1.0。

先更新套件清單並升級：
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get dist-upgrade -y

若是直接安裝現成的套件，指令如下：
$ sudo apt-get install libopencv-dev

不過得到的OpenCV版本通常過舊，因此自行下載原始碼，手動建置編譯。從OpenCV官方的安裝步驟，得知需要先安裝一堆相依套件。

建置與編譯所需工具：
$ sudo apt-get install build-essential gcc cmake pkg-config

抓原始檔需要的工具：
$ sudo apt-get install git

Python相關：
$ sudo apt-get install python python-dev python-numpy

圖形視窗程式庫：
$ sudo apt-get install libgtk2.0-dev

音訊視訊的編解碼、錄製、轉換、串流：
$ sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev

圖檔格式（選用性）：
$ sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev

IEEE 1394相機介面（選用性）：
$ sudo apt-get install libdc1394-22-dev

TBB（Intel's Threading Building Blocks）（選用性）：
$ sudo apt-get install libtbb2 libtbb-dev
出現錯誤訊息：
E: Unable to locate package libtbb2
E: Package 'libtbb-dev' has no installation candidate

大都沒問題，但是Raspbian沒有libtbb2和libtbb-dev這兩個套件，於是也必須自己編譯；照理說這是選用性功能，可有可無，但TBB是C/C++平行處理程式庫，有了它，OpenCV的速度會較快。

到TBB網站，查詢原始碼檔案的網址，下載並解壓縮，得到含原始碼檔案的目錄，切換進去：
$ wget
https://www.threadingbuildingblocks.org/sites/default/files/software_releases/source/tbb44_20151115oss_src.tgz
$ tar zxvf tbb44_20151115oss_src.tgz
$ cd tbb44_20151115oss

開始建置，根據這篇，應加上參數：
$ make tbb CXXFLAGS="-DTBB_USE_GCC_BUILTINS=1 -D__TBB_64BIT_ATOMICS=0"

然後進入子目錄build，裡頭會有兩個目錄存放建置結果，其一以debug結尾、另一個以release結尾，切換到release那一個：
$ cd build
$ cd linux_armv7_gcc_cc4.9.2_libc2.19_kernel4.1.13_release

執行tbbvars.sh這支腳本程式檔，它會設定許多環境變數，之後的OpenCV才知道TBB在哪：
$ source tbbvars.sh

搞定TBB後，接著是OpenCV，原始碼檔案約580 MB，建置後需要約1.6 GB，請先確認儲存空間是否足夠。

以git下載位於GitHub的OpenCV原始碼，得到目錄opencv，切換進去：
$ git clone https://github.com/Itseez/opencv.git
$ cd opencv

目前處於最新的版本分支，到OpenCV官網查詢後，得知目前釋出的正式版本為3.1.0，所以決定切換到該分支：
$ git checkout 3.1.0

新增目錄build存放建置結果，切換進去：
$ mkdir build
$ cd build

先執行cmake產生建置需要的設定檔：
$ cmake -DWITH_TBB:BOOL=TRUE -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..

其中「-DWITH_TBB:BOOL=TRUE「代表我們想要使用TBB，「-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local」代表之後要安裝的路徑，最後的「..」代表原始碼所在路徑。

然後開始建置：
$ make -j4

由於Raspberry Pi的CPU速度很慢，根據其他人的經驗，約需要10小時。但我使用Pi 2，可下參數「-j4」充分利用四個核心，我大概花了3小時。

最後終於出現完成的訊息：
...
Linking CXX executable ../../bin/opencv_test_calib3d
[100%] Built target opencv_test_calib3d
Linking CXX shared module ../../lib/python3/cv2.cpython-34m.so
[100%] Built target opencv_python3
Linking CXX shared module ../../lib/cv2.so
[100%] Built target opencv_python2

然後安裝：
$ sudo make install

執行指令更新程式庫：
$ sudo ldconfig

試著檢查OpenCV的版本：
$ pkg-config --modversion opencv
3.1.0

耶！

然後是是撰寫C++程式，顯示一張圖檔。新增檔案test.cpp，準備一張圖檔test.png，程式內容如下：
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char **argv)
{
    Mat image = imread("test.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
    namedWindow("test", WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("test", image);
    waitKey(0);
    return 0;
}

以底下兩道指令之一進行編譯：
$ g++ -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgcodecs tes.cpp
$ g++ `pkg-config --libs opencv` test.cpp

執行：
$ ./a.out

啊哈，成功囉。

試試Python程式，新增檔案test.py，與圖檔test.png放在一起，程式內容如下：
import cv2

img=cv2.imread('test.jpg')
cv2.imshow('test', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

然後執行：
$ python test.py

結果與先前的C++程式相同。

參考資料：

• OpenCV: Installation in Linux - 3.1.0-dev。 
• Installation in Linux — OpenCV 2.4.12.0 documentation。 
• apt get - how to install libtbb-dev in raspberry-pi - Raspberry Pi Stack Exchange。
• TBB - Raspberry pi compilation errors。
• 在 Raspberry Pi 上面安裝 OpenCV 函式庫 - G. T. Wang。
• c++ - OpenCV: "libopencv_core.so.2.3: cannot open shared object file: No such file or directory" - Stack Overflow。
• 安裝OpenCV 於 Raspberry Pi / Banana Pi | CAVEDU教育團隊技術部落格。
• RasPi + OpenCV = Face Tracking。
• Install OpenCV and Python on your Raspberry Pi 2 and B+ - PyImageSearch。
• Wang x King - 學、思、執行、歸納 ∞: 在 Raspberry Pi 上安裝 OpenCV 逐步詳解。
• Raspberry Pi臉孔辨識藏寶盒 - Make 國際中文版。
• raspbian - installing OpenCV 3.0 on raspberry pi b+ - Raspberry Pi Stack Exchange。