OpenCV macOS 环境配置

2017-09-13

Computer Vision

OpenCV

目的

如何在macOS环境下进行OpenCV的配置，使用Python进行计算机视觉(Computer Vision)开发。

简介

OpenCV是开源的计算机视觉类库，支持C，C++，Java，Python编程语言，可以进行跨平台开发，该类库集成了图像和视频的输入输出，图像处理，物体识别，机器学习和深度神经网络等实用工具类。

内容

本博文基于Python3.6和OpenCV3进行讲解，当前系统版本为macOS 10.12+，在macOS系统上面安装OpenCV是一件非常操蛋的事情。

安装Xcode，如果是第一次安装使用，需要获得苹果开发者授权，安装完后，执行命令，按照提示输入accept。
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$ sudo xcodebuild -license
安装苹果命令行工具，该工具包含了make，GCC，clang。该步骤是必须要执行的。
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$ sudo xcode-select --install

安装苹果系统包管理器Homebrew，类似Debian系统系列的apt-get。

1	$ /usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

macOS系统虽然自带了Python，但是为了避免与系统冲突，我们自己安装专门进行开发的Python。
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$ brew install python3
检查Python版本是否正确安装配置环境变量。
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$ which python3
/usr/local/bin/python3
如果Python没有配置好环境变量，需要手动更新环境变量~/.bash_profile。
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# Python3
export PATH=/usr/local/bin/python3:$PATH
更新环境变量配置。
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$ source ~/.bash_profile
安装Python虚拟环境virtualenv和virtualenvwrapper。
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$ pip install virtualenv virtualenvwrapper
如果出现OSError: [Errno 1] Operation not permitted by six，可使用下面命令行解决问题。
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$ sudo pip install virtualenvwrapper --ignore-installed six

配置环境变量~/.bash_profile。

1 2	# Virtualenv/VirtualenvWrapper source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

更新环境变量。

1	$ source ~/.bash_profile

创建Python3虚拟环境，使用mkvirtualenv。使用该命令创建名为cv的虚拟环境，该环境独立于系统其他环境，有自己独立的包目录，避免包冲突。
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$ mkvirtualenv cv -p python3
进入创建好的cv环境。
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$ workon cv
安装Numpy。
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$ pip install numpy

正式编译之前，需要安装编译，图像I/O和优化相关的工具包的。

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$ brew install cmake pkg-config
$ brew install jpeg libpng libtiff openexr
$ brew install eigen tbb

从Gitub下载OpenCV源代码。

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$ cd ~
$ git clone https://github.com/opencv/opencv
$ git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib

接下来正式开始编译配置，首先创建并进入编译目录。
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$ cd ~/opencv
$ mkdir build
$ cd build

构建自己环境的CMake命令，这里给出的是该命令的模版。

$ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
    -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
    -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \
    -D PYTHON3_LIBRARY=YYY \
    -D PYTHON3_INCLUDE_DIR=ZZZ \
    -D PYTHON3_EXECUTABLE=$VIRTUAL_ENV/bin/python \
    -D BUILD_opencv_python2=OFF \
    -D BUILD_opencv_python3=ON \
    -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
    -D INSTALL_C_EXAMPLES=OFF \
    -D BUILD_EXAMPLES=ON ..

替换上面命令的YYY和ZZZ，可参考我本地的配置，不要复制粘贴，每个人的机器配置会有不同。
PYTHON3_LIBRARY=YYY：libpython3.6.dylib的路径。
PYTHON3_INCLUDE_DIR=ZZZ：python3.6m的路径。

$ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
    -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
    -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \
    -D PYTHON3_LIBRARY=/usr/local/Cellar/python3/3.6.2/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6/config-3.6m-darwin/libpython3.6.dylib \
    -D PYTHON3_INCLUDE_DIR=/usr/local/Cellar/python3/3.6.2/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/include/python3.6m \
    -D PYTHON3_EXECUTABLE=$VIRTUAL_ENV/bin/python \
    -D BUILD_opencv_python2=OFF \
    -D BUILD_opencv_python3=ON \
    -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
    -D INSTALL_C_EXAMPLES=OFF \
    -D BUILD_EXAMPLES=ON ..

配置好后，执行该命令。

开始编译，编译时间在30-90分钟左右，取决于你的机器配置。
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$ make -j4
编译完后，如果没有出现错误，执行安装命令。
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$ sudo make install

安装成功后，检查python包安装目录是否有类似cv2.cpython-35m-darwin.so的文件。

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$ cd /usr/local/lib/python3.6/site-packages/
$ ls -l *.so
-rwxr-xr-x  1 root  admin  3694564 Nov 15 11:28 cv2.cpython-35m-darwin.so

将cv2.cpython-35m-darwin.so重新命名为cv2.so。

$ cd /usr/local/lib/python3.6/site-packages/
$ mv cv2.cpython-35m-darwin.so cv2.so
$ cd ~

$ cd ~/.virtualenvs/cv/lib/python3.6/site-packages/
$ ln -s /usr/local/lib/python3.6/site-packages/cv2.so cv2.so
$ cd ~

校验OpenCV是否已经正确安装并引入。

$ workon cv
$ python
Python 3.6.2 (default, Jul 17 2017, 16:44:45)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 8.1.0 (clang-802.0.42)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import cv2
>>> cv2.__version__
'3.3.0-dev'
>>>

参考资料
OpenCV Documentation
OpenCV Tutorials
Homebrew