教你在树莓派上安装OpenCV – Python量化投资

教你在树莓派上安装OpenCV

本文介绍了如何在树莓派上安装OpenCV,分别提供运行在Python2和Python3的OpenCV的安装教程。

​运行在Python2上的OpenCV安装非常简单,几行命令即可搞定。运行在Python3上的OpenCV安装比较麻烦,需要编译安装。本文两种安装方式均提供。根据你的需求安装即可。本文默认你是新手小白,会一步步指导你安装。本教程经过作者亲自测试,亲测可行。

本文发布于2019年7月29日。

硬件:Raspberry Pi 3 Model B+
系统版本: 2018-06-27-raspbian-stretch
OpenCV版本: OpenCV 3.4.0
OpenCV_Contrib版本:Opencv_contrib-3.4.0

安装前提

1.配置好树莓派的Raspbian操作系统

本教程使用的系统是2018年06月27日树莓派官方发布的Raspbian-stretch操作系统,百度网盘下载链接。提取码: s3ja
下载好之后解压好然后用烧录软件将系统烧写到空白的SD卡中,插如树莓派即可,这里提供一个SD卡的格式化软件提取码:a4wz 和一个烧录软件提取码:fzrf。

Ps:大家如果使用本教程的话最好(必须)使用我提供的这个下载链接!!!如果使用其他版本的系统的话,后续安装步骤中的一些指令是有问题的,最主要的是那个CMAKE参数的设置,每一个系统可能都是不一样的,所以强烈推荐使用我提供的这个系统。当然,如果有人能把这个教程当做参考,然后去使用其他的系统的话,自然是最好的,如果是新手小白的话,最好还是使用我的下载链接,然后配合本教程使用。

2.切换到国内的apt-get下载源

为了提高树莓派的下载速度,按照如下方式完成软件源的更换:

1.编辑 /etc/apt/sources.list 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代:

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib

2.编辑 /etc/apt/sources.list.d/raspi.list 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代:

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui

在完成上述两部操作后,执行update命令

sudo apt-get update

在树莓派安装运行在Python2环境下的OpenCV

1.安装

依次执行以下两条命令,

sudo apt-get install libopencv-dev
sudo apt-get install python-opencv

2.测试

在命令行中输入python,回车,然后输入import cv2,如图所示:


python2环境下的OpenCV安装

继续输入cv2.version,查看opencv的版本


python2环境下的OpenCV安装

在树莓派安装运行在Python3上的OpenCV

1.安装numpy

打开命令行界面,输入以下命令,安装Python科学计算库numpy

sudo pip3 install numpy

tips:在执行这条语句时,显示:Requirement already satisfied in: numpy in /usr/lib/python3/dist-packages,提示界面如下,表示该系统已经安装了numpy。


numpy安装界面

注意:如果使用其他Raspbian系统的话可以看一下这个提示,如果使用的是我提供的系统的话,执行下一步即可。因为我提供的系统的路径在后续的步骤中是匹配的。这里提示的numpy的路径是和后面CMAKE参数中PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS的设置是保持一致的。

2.在树莓派设置中把根目录扩大到整个SD卡

命令行界面输入以下命令,进入树莓派配置界面。用上下键和左右键切换光标位置。选择Advanced Options

sudo raspi-config

回车之后界面如下:


树莓派配置界面

在选择Advanced Options后,选择Expand Filedsystem将根目录扩展到这个SD卡,充分利用SD卡的存储空间。如果不进行这一步,后续命令会出现卡死。退出设置界面,应该会出现提示是否reboot系统,在这里需要reboot(重启树莓派),如果没有出现,就需要手动执行reboot操作。


Advanced Options界面

3.安装OpenCV所需的库

分别单独运行以下命令

sudo apt-get install build-essential git cmake pkg-config -y
sudo apt-get install libjpeg8-dev -y
sudo apt-get install libtiff5-dev -y
sudo apt-get install libjasper-dev -y
sudo apt-get install libpng12-dev -y
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev -y 
sudo apt-get install libgtk2.0-dev -y 
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran -y

tips:本人在安装这些软件的过程中,出现了一个问题,查看原因是因为软件源和系统不匹配的问题,故更换了一下软件源,如果在安装过程中出现这类问题的话,本人在这里提供一个备用软件源如下(编辑 /etc/apt/sources.list 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代)

备用软件源:

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi

4.安装OpenCV

分别单独运行以下命令,建议就在/home/pi/Downloads这个路径下操作,以防后边出现不必要的错误

cd /home/pi/Downloads
wget https://github.com/Itseez/opencv/archive/3.4.0.zip 
wget https://github.com/Itseez/opencv_contrib/archive/3.4.0.zip

推荐:本人在执行这个命令过程中,下载速度很慢很慢(每秒几个kB),故用U盘将这个文件传输到树莓派的/home/pi/Downloads目录下。这里提供一个Opencv-3.4.0的百度云盘安装包,使用本教程个的话还是使用这个提供的a安装包最稳妥。百度网盘链接,提取码:5b18

注意:将opencv-3.4.0.zip和opencv_contrib-3.4.0.zip都放在/home/pi/Downloads目录下,然后在该目录下解压这两个压缩包,命令如下:

cd /home/pi/Downloads
unzip opencv-3.4.0.zip
unzip opencv_contrib-3.4.0.zip

5.设置编译参数

cd /home/pi/Downloads/opencv-3.4.0
mkdir build
cd build

设置CMAKE参数,注意,下面这是一行命令(包括最后那俩点儿,这里的路径都是在系统中一一对应的),需要耐心等待十几分钟左右:

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -D INSTALL_C_EXAMPLES=ON -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/pi/Downloads/opencv_contrib-3.4.0/modules -D BUILD_EXAMPLES=ON -D WITH_LIBV4L=ON PYTHON3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3.5 PYTHON_INCLUDE_DIR=/usr/include/python3.5 PYTHON_LIBRARY=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libpython3.5m.so PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS=/usr/lib/python3/site-packages/numpy/core/include ..

根据下图判断你是否配置成功了CMAKE。如果失败,可能是因为两个压缩包的路径没有严格按照上文的要求。如果成功,就可以开始最重要的编译了。


CMAKE结果

6.编译

最后一步,也是最重要的一步

整个编译过程差不多持续五个小时左右。本人在这一步遇到了两类问题,下方会提供每一类问题的详细解决步骤,大家只需要按照我的操作步骤操作即可。其实整体的思路就是缺什么补什么,有的导入路径有问题,就到报错提示的路径当中去重新修改路径,依次往复,最终成功。

cd /home/pi/Downloads/opencv-3.4.0/build
make

开始执行make编译过程,界面如下:


开始编译

编译两个小时后,编译进度40%,界面如下:


编译两小时后的界面

第一处错误:在编译到87%的时候出现以下错误:

~/opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/boostdesc.cpp:673:20: fatal error:boostdesc_bgm.i: No such file or directory

根据错误提示可以知道,是因为在这个~/opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/路径下的boostdesc.cpp找不到boostdesc_bgm.i的源码。所以缺什么补什么,拷贝源码并生成同名文件,放在这个 opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/路径下(与报错的bootstdesc.cpp文件同级的路径)即可。

总共缺了以下几个文件,都需要拷贝:

boostdesc_bgm.i
boostdesc_bgm_bi.i
boostdesc_bgm_hd.i
boostdesc_lbgm.i
boostdesc_binboost_064.i
boostdesc_binboost_128.i
boostdesc_binboost_256.i
vgg_generated_120.i
vgg_generated_64.i
vgg_generated_80.i
vgg_generated_48.i

这里作者已经将这些文件全部做好了,并提供了一个百度网盘链接。提取码:4ws6
将所有文件拷贝到出现错误提示的路径下:opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/。然后在编译失败的窗口再次执行make命令,继续开始编译。

第二处错误:在96%处出现。错误提示如下:


machers.hpp处的错误提示

提示在/home/pi/Downloads/opencv-3.4.0/modules/stitching/include/opencv/stitching/detail中的machers.hpp文件中不存在“opencv2/xfeatures2d/cuda.hpp”文件,原因是因为这个machers.hpp文件中有一个 include opencv2/xfeatures2d/cuda.hpp的导包语句,但是在这个指定的路径下是找不到的,其实这个文件在是存在于其他的路径下的。cuda.hpp文件路径如下:


cuda.hpp文件路径

解决方法:只需要将cuda.hpp这个文件拷贝到/home/pi/Downloads/opencv-3.4.0/modules/stitching/include/opencv2/stitching/detail(出现错误的文件的同级路径下,这里是machers.hpp的路径下,


粘贴cuda.hpp文件到报错路径

然后将这个machers.hpp文件中的“include opencv2/xfeatures2d/cuda.hpp”的这个导包语句修改为include cuda.hpp)。


修改导包语句前后对比

作者在执行完上述操作后,继续执行make时,发现后边还有一处这个问题,报错如下(作者在编译过程中共有两个cuda.hpp文件缺失的问题,解决方法都是相同的,作者建议读者一次性将这两步操作执行完再继续执行make指令。当然解决完第一处错误后再次make时遇到问题,再去修改也是可以的。第二处错误如下:)


precomp.hpp处的错误提示

解决方法:再次将cuda.hpp这个文件拷贝到/home/pi/Downloads/opencv-3.4.0/build/modules/stitching(出现错误的文件的同级路径下,这里是precomp.hpp的路径下,然后将这个precomps.hpp文件中 include opencv2/xfeatures2d/cuda.hpp的这个导包语句修改为include cuda.hpp)。


粘贴cuda.hpp到指定路径


修改导包语句

然后执行make指令,静静等待编译。最终编译结果如下:


成功编译完成

make命令执行完成之后,执行下面的命令:

sudo make install

执行完这个命令的结果如下:


sudo make install结果

7.在Python3上测试OpenCV

安装好之后,首先先测试opencv是否成功安装,测试步骤如下:
在命令行中输入python3,回车

import cv2

回车,如没有报错,继续执行下述命令:

cv2.__version__

回车,然后显示opencv的版本信息,此时说明Python3环境下的OpenCV安装成功。验证过程如下:


测试过程

恭喜你!!!此时你已经完成了Python3环境下的OpenCV在树莓派上的所有安装过程!!

作者批注:

我在网上看了很多树莓派安装opencv的教程,也按照他们的教程进行了尝试,在尝试了三四次失败之后总结如下:有的教程需要配置虚拟环境,尝试之后不知为什么没有成功,有的要修改内存分配空间,然后使用树莓派的四个CPU同时进行编译,但是看到有人说这种编译方式容易出现错误,故笔者在安装过程中老老实实的使用单核进行编译。看到这么多的教程这么多的坑,我想通过这篇教程让每一个想要上手的人都能快速入门opencv,而不是被安装过程中的各种故障和问题吓到退缩。大家也只需要按照我的这一篇教程进行安装就可以完成整个安装过程,不需要再去参考其他的文章了,欢迎大家在评论区中积极探讨,喜欢就点个赞,谢谢

本人在安装过程中参考了很多文章,主要参考文章如下:

https://www.jianshu.com/p/56929416b4a1#!/xh

https://blog.csdn.net/qq_33475105/article/details/82819850

https://blog.csdn.net/u011736771/article/details/85960300

https://www.jianshu.com/p/fe21aceb2e95

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