海思平臺OpenCV編譯與深度裁剪

OpenCV是計算機視覺算法開發(fā)常用的工具逮栅。如果我們需要在嵌入式設(shè)備上運行opencv护锤，那么就需要交叉編譯，將它移植到對應(yīng)平臺上缔俄。但是有些嵌入式平臺的存儲空間有限，能節(jié)省1MB也有相當(dāng)大的作用器躏。OpenCV帶了很多用不到的東西俐载，如果對OpenCV做裁剪，可以節(jié)省不少空間登失。

準(zhǔn)備工作

  1. 下載源碼
    在https://opencv.org/releases/下載OpenCV的源碼包瞎疼，我這里用的是3.4.10。
  2. 準(zhǔn)備交叉編譯器
    需要提前安裝好海思的交叉編譯器壁畸，并配置到環(huán)境變量。
  3. 安裝cmake
    ubuntu/deepin/debian系統(tǒng)下直接apt install cmake make即可茅茂。

如何編譯捏萍？

參考網(wǎng)上的教程，要用cmake-gui來配置空闲，但是令杈，實際上編譯用cmake命令行，指定交叉編譯器碴倾，然后配置一些目標(biāo)平臺的參數(shù)就可以了逗噩。
首先解壓源碼包掉丽，然后創(chuàng)建build和output文件夾，用來進行編譯以及保存編譯好的庫异雁。

unzip opencv-3.4.10
cd opencv-3.4.10
mkdir output build
cd build

然后使用cmake進行編譯捶障。這里指定交叉編譯器，然后配置輸出文件夾為上面創(chuàng)建的../output纲刀。由于是嵌入式平臺项炼，沒有g(shù)tk之類的圖形庫，所以選擇WITH_GTK=OFF示绊。OpenCV默認調(diào)用系統(tǒng)的zlib锭部，在嵌入式平臺上，需要重新編譯面褐，所以添加選項BUILD_ZLIB=ON和OPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON拌禾。

cmake ../ \
-DCMAKE_C_COMPILER=arm-himix200-linux-gcc \
-DCMAKE_CXX_COMPILER=arm-himix200-linux-g++ \
-DOPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON \
-DBUILD_ZLIB=ON \
-DWITH_GTK=OFF \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../output

等待cmake執(zhí)行完成后，就可以進行編譯了展哭。使用make -j && make install命令湃窍，完成編譯以，并把編譯好的庫存到指定位置摄杂。

編譯結(jié)果

進行裁剪

這里為了展示編譯效果坝咐，替換掉make，使用ninja build來進行編譯析恢，因為ninja build可以顯示出需要編譯的文件的數(shù)量墨坚，而make只顯示編譯的百分比。ninja build的簡介可以看這里ninja build簡介

ninja build

make

實際上效果是相同的映挂。cmake只是一個編譯信息生成工具泽篮，真正執(zhí)行編譯的是make或者ninja build。使用時柑船，cmake添加-GNinja參數(shù)即可生成ninja build所需要的文件帽撑，然后就可以用ninja 來進行編譯了。下面會使用cmake + ninja build的方式來進行編譯鞍时，實際使用cmake + make也可以亏拉。
從ninja build的截圖可以看到，需要處理（編譯逆巍、鏈接）1283個對象（包括源碼及塘、編譯中間產(chǎn)物.o），生成22MB的庫文件锐极。

a.裁剪不需要的OpenCV組件

裁剪掉不需要的組件是最簡單的方法笙僚。先看下opencv包含了什么東西。

opencv包含的組件

通常灵再，在嵌入式端肋层，比如海思這種芯片亿笤，有對視頻解碼的硬件，而這種平臺CPU性能并不強栋猖，所以O(shè)penCV關(guān)于視頻解碼的部分净薛，可以完全干掉。在海思上掂铐，有深度學(xué)習(xí)推理硬件NNIE罕拂，所以O(shè)penCV的機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的模塊也可以干掉全陨。opencv_highgui是用來顯示圖像的爆班，在海思平臺，沒有這種圖像顯示的設(shè)備辱姨，關(guān)于顯示是用海思專門的模塊實現(xiàn)的柿菩，所以highgui也干掉。
實際上雨涛，一般在海思平臺開發(fā)有關(guān)NNIE的應(yīng)用枢舶，用OpenCV最多的就是其中數(shù)據(jù)表示方式，比如cv::Mat替久、cv::Rect之類的凉泄，還有一些圖像處理的功能。此外蚯根，在測試時后众，也可能對圖像做讀寫操作。所以颅拦，這里我只留下了opencv_core蒂誉、opencv_imgproc、opencv_imgcodecs這三個模塊距帅。至于opencv_superres右锨、opencv_feature2d等模塊，可以按需保留碌秸，但是又有多少人會在嵌入式端用CPU來做超分辨绍移、圖像特征點這些事呢？
所以讥电，按照上面裁剪的方法登夫，寫出cmake命令。

cmake ../ \
-DCMAKE_C_COMPILER=arm-himix200-linux-gcc \
-DCMAKE_CXX_COMPILER=arm-himix200-linux-g++ \
-DOPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON \
-DBUILD_ZLIB=ON \
-DWITH_GTK=OFF \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DBUILD_opencv_ts=OFF \
-DBUILD_opencv_shape=OFF \
-DBUILD_opencv_stitching=OFF \
-DBUILD_opencv_apps=OFF \
-DBUILD_opencv_calib3d=OFF \
-DBUILD_opencv_dnn=OFF \
-DBUILD_opencv_features2d=OFF \
-DBUILD_opencv_flann=OFF \
-DBUILD_opencv_highgui=OFF \
-DBUILD_opencv_ml=OFF \
-DBUILD_opencv_objdetect=OFF \
-DBUILD_opencv_photo=OFF \
-DBUILD_opencv_video=OFF \
-DBUILD_opencv_videoio=OFF \
-DBUILD_opencv_videostab=OFF \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../output

可以看到允趟，現(xiàn)在只需處理601個文件，比之前少了一半多鸦致，而OpenCV的庫也只要9.9MB


opencv庫的大小

b.繼續(xù)裁剪opencv

在編譯選項里潮剪，可以看到涣楷，還有很多WITH_XXX的編譯選項，這些也有很多不需要抗碰，來刪一點點干掉狮斗。


要被干掉的選項 含義
WITH_GTK 圖形庫GTK
WITH_GTK_2_X 圖形庫GTK
WITH_CUDA NVIDIA的CUDA
WITH_IPP 嚶特爾CPU加速的一個東西
WITH_OPENCL OPENCL異構(gòu)計算
WITH_OPENCLAMDBLAS 按摩店的OPENCL的blas
WITH_QUIRC 二維碼識別
WITH_OPENCLAMDFFT 按摩店的OPENCL的fft
WITH_1394 1394,一種接口，可以連接相機
WITH_FFMPEG 解碼視頻
WITH_WEBP webp圖像格式
WITH_TIFF tiff圖像格式
WITH_OPENEXR openexr圖像,工業(yè)光魔（特效公司）家的圖像格式
WITH_PNG png圖像格式
WITH_PROTOBUF protobuf,估計是dnn模塊加載caffe模型的
WITH_GSTREAMER Gstreamer弧蝇，多用于處理流媒體
WITH_IMGCODEC_SUNRASTER SUNRASTER圖像格式解碼

以上是需要被干掉的一些東西碳褒。部分的解釋可能不準(zhǔn)確，如有問題請指正看疗。在海思這種平臺沙峻，圖像最常用的格式Y(jié)UV、BGR（RGB）格式两芳，還有壓縮過的jpg/jpeg格式摔寨，以及未經(jīng)過壓縮的bmp格式。以上配置怖辆，可以按照個人需要來進行設(shè)置是复。以上的cmake命令如下：

cmake ../ \
-DCMAKE_C_COMPILER=arm-himix200-linux-gcc \
-DCMAKE_CXX_COMPILER=arm-himix200-linux-g++ \
-DOPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON \
-DBUILD_ZLIB=ON \
-DWITH_GTK=OFF \
-DWITH_GTK=OFF \
-DWITH_GTK_2_X=OFF \
-DWITH_CUDA=OFF \
-DWITH_IPP=OFF \
-DWITH_OPENCL=OFF \
-DWITH_OPENCLAMDBLAS=OFF \
-DWITH_QUIRC=OFF \
-DWITH_OPENCLAMDFFT=OFF \
-DWITH_1394=OFF \
-DWITH_FFMPEG=OFF \
-DWITH_WEBP=OFF \
-DWITH_TIFF=OFF \
-DWITH_OPENEXR=OFF \
-DWITH_PNG=OFF \
-DWITH_PROTOBUF=OFF \
-DWITH_GSTREAMER=OFF \
-DWITH_IMGCODEC_SUNRASTER=OFF \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DBUILD_opencv_ts=OFF \
-DBUILD_opencv_shape=OFF \
-DBUILD_opencv_stitching=OFF \
-DBUILD_opencv_apps=OFF \
-DBUILD_opencv_calib3d=OFF \
-DBUILD_opencv_dnn=OFF \
-DBUILD_opencv_features2d=OFF \
-DBUILD_opencv_flann=OFF \
-DBUILD_opencv_highgui=OFF \
-DBUILD_opencv_ml=OFF \
-DBUILD_opencv_objdetect=OFF \
-DBUILD_opencv_photo=OFF \
-DBUILD_opencv_video=OFF \
-DBUILD_opencv_videoio=OFF \
-DBUILD_opencv_videostab=OFF \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../output

以上配置，需要處理的文件數(shù)量以及生成的庫的大小如下圖：



現(xiàn)在可以看到竖螃，opencv已經(jīng)被壓縮到很小了淑廊。

c.還能不能再小特咆？

已經(jīng)完成了opencv的裁剪季惩，現(xiàn)在已經(jīng)是裁剪到不能再裁剪了，那么能不能再讓它變小點呢坚弱？能蜀备，當(dāng)然能！這時候就要從編譯器的角度來看了荒叶。


我們使用file命令來看下編譯產(chǎn)物碾阁。這里，我們可以看到些楣，這個是arm平臺下的動態(tài)庫脂凶，是not stripped的。這也就是說愁茁，這里包含符號表蚕钦、重定位信息等多余的東西。
我們再看編譯選項-s和-Os
-s

-Os

-s是鏈接器的選項鹅很，是在鏈接時刪除所有的符號表等信息嘶居，實際使用的時候，傳給鏈接器ld，當(dāng)然傳給gcc/g++也可以實現(xiàn)相同功能邮屁，-Os是針對體積進行優(yōu)化整袁。所以，在編譯的時候佑吝，設(shè)置編譯選項為-s -Os坐昙，就可以達到目的。現(xiàn)在芋忿，cmake命令如下：

cmake ../ \
-DCMAKE_C_COMPILER=arm-himix200-linux-gcc \
-DCMAKE_CXX_COMPILER=arm-himix200-linux-g++ \
-DOPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON \
-DBUILD_ZLIB=ON -DWITH_GTK=OFF -DWITH_GTK=OFF \
-DWITH_GTK_2_X=OFF -DWITH_CUDA=OFF -DWITH_IPP=OFF \
-DWITH_OPENCL=OFF -DWITH_OPENCLAMDBLAS=OFF \
-DWITH_QUIRC=OFF -DWITH_OPENCLAMDFFT=OFF \
-DWITH_1394=OFF -DWITH_FFMPEG=OFF -DWITH_WEBP=OFF \
-DWITH_TIFF=OFF -DWITH_OPENEXR=OFF -DWITH_PNG=OFF \
-DWITH_PROTOBUF=OFF -DWITH_GSTREAMER=OFF -DWITH_IMGCODEC_SUNRASTER=OFF \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON -DBUILD_opencv_ts=OFF \
-DBUILD_opencv_shape=OFF -DBUILD_opencv_stitching=OFF \
-DBUILD_opencv_apps=OFF -DBUILD_opencv_calib3d=OFF \
-DBUILD_opencv_dnn=OFF -DBUILD_opencv_features2d=OFF \
-DBUILD_opencv_flann=OFF -DBUILD_opencv_highgui=OFF \
-DBUILD_opencv_ml=OFF -DBUILD_opencv_objdetect=OFF \
-DBUILD_opencv_photo=OFF -DBUILD_opencv_video=OFF \
-DBUILD_opencv_videoio=OFF -DBUILD_opencv_videostab=OFF \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../output \
-DCMAKE_CXX_FLAGS="-s -Os" -DCMAKE_C_FLAGS="-s -Os"

在命令行中指定編譯選項炸客，cmake會自動把這些選項與cmake生成的選項合并。

編譯選項

執(zhí)行編譯戈钢，和上面相同痹仙，需要處理283個文件∧嫒ぃ看下生成的文件：

現(xiàn)在已經(jīng)是stripped的了蝶溶。然后現(xiàn)在生成的庫的只剩了5.2MB的大小，相比之前宣渗，小了非常多抖所。

結(jié)束

在某些嵌入式設(shè)備上，存儲空間非常緊張痕囱，通過這樣的方法以及思路可以節(jié)省不少的存儲空間田轧。
以上編譯opencv的命令如下，直接復(fù)制粘貼了執(zhí)行就可以鞍恢，當(dāng)然也可以替換了交叉編譯器傻粘，來編譯不同平臺的庫。

cmake ../ \
-DCMAKE_C_COMPILER=arm-himix200-linux-gcc \
-DCMAKE_CXX_COMPILER=arm-himix200-linux-g++ \
-DOPENCV_FORCE_3RDPARTY_BUILD=ON \
-DBUILD_ZLIB=ON -DWITH_GTK=OFF -DWITH_GTK=OFF \
-DWITH_GTK_2_X=OFF -DWITH_CUDA=OFF -DWITH_IPP=OFF \
-DWITH_OPENCL=OFF -DWITH_OPENCLAMDBLAS=OFF \
-DWITH_QUIRC=OFF -DWITH_OPENCLAMDFFT=OFF \
-DWITH_1394=OFF -DWITH_FFMPEG=OFF -DWITH_WEBP=OFF \
-DWITH_TIFF=OFF -DWITH_OPENEXR=OFF -DWITH_PNG=OFF \
-DWITH_PROTOBUF=OFF -DWITH_GSTREAMER=OFF -DWITH_IMGCODEC_SUNRASTER=OFF \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON -DBUILD_opencv_ts=OFF \
-DBUILD_opencv_shape=OFF -DBUILD_opencv_stitching=OFF \
-DBUILD_opencv_apps=OFF -DBUILD_opencv_calib3d=OFF \
-DBUILD_opencv_dnn=OFF -DBUILD_opencv_features2d=OFF \
-DBUILD_opencv_flann=OFF -DBUILD_opencv_highgui=OFF \
-DBUILD_opencv_ml=OFF -DBUILD_opencv_objdetect=OFF \
-DBUILD_opencv_photo=OFF -DBUILD_opencv_video=OFF \
-DBUILD_opencv_videoio=OFF -DBUILD_opencv_videostab=OFF \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../output \
-DCMAKE_CXX_FLAGS="-s -Os" -DCMAKE_C_FLAGS="-s -Os"
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