在ubuntu中，交叉编译harfbuzz，freetype，opencv（包括WITH_QT），并移植到linux开发板-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了在ubuntu中，交叉编译harfbuzz，freetype，opencv（包括WITH_QT），并移植到linux开发板。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、简介

1.1 简要说明

WITH_QT是opencv的辅助。如果只想使用opencv处理图片，而不使用窗口显示图片，可以不用勾选WITH_QT。
freetype也是opencv的辅助。freetype主要是使opencv支持中文汉字，若要使用putText()在图片中添加中文汉字，则需要编译freetype和harfbuzz。如果没有这个需求可以不交叉编译freetype和harfbuzz。
WITH_QT也可以使opencv支持中文显示，即opencv使用QT中的字库，而不依赖freetype。但是opencv使用QT提供的函数addText()在图片中添加中文汉字时，必须首先创建一个窗口。这是QT源码中设定好的，交叉编译好了无法修改。（或许你可以尝试交叉编译之前，将qt中cvAddText()函数中的if (!guiMainThread) CV_Error(CV_StsNullPtr, "NULL guiReceiver (please create a window)"); 注释掉）
对于opencv的中文显示，也可以自己重写opencv的putText()，使opencv从支持ascii码扩展到支持unicode字符。
opencv添加中文字符支持可以参考这两篇文章：1. 利用OpenCV给图像添加中文标注 2. opencv渲染中文字符

链接1和链接2提到的使用freetype方法，是交叉编译了freetype后，还要自己写相关调用的代码。但是其实opencv官方已经提供了调用freetype的方法（https://github.com/opencv/opencv_contrib/tree/4.x/modules/freetype），所以后面的测试，我直接使用了opencv官方示例。

1.2 opencv版本及其背景

交叉编译工具链：gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf
ubuntu平台：ubuntu18.04.1 64bit
opencv和opencv_contrib版本：opencv-4.5.5和opencv_contrib-4.5.5
嵌入式linux开发板内核：NXP CORTEX-A7 IMX6ULL
cmake版本：cmake-3.25.0（编译工具选择新版本，bug更少）

1.3 步骤

交叉编译freetype，harfbuzz，以及其相关的一些依赖库
交叉编译Qt
交叉编译opencv
移植到linux开发板
测试

二、交叉编译freetype、harfbuzz及相关依赖库

2.1 编译步骤

交叉编译zlib库（libpng，opencv依赖库）
交叉编译libpng库（freetype依赖库）
交叉编译bzip2库（freetype扩展库，不是必须）
交叉编译icu库（harfbuzz依赖库），hafbuzz交叉编译至少依赖Builtin，Glib和ICU中一个，我这里选择ICU库。
交叉编译harfbuzz和freetype（freetype和harfbuzz相互依赖）
交叉编译eigen，Eigen是一个基于C++模板的开源库，支持线性代数，矩阵和矢量运算，数值分析及其相关的算法。（不是必须）
这里贴一个百度网盘链接，大家可以在官网下载相关的库，也可以直接从这里获取：
链接：https://pan.baidu.com/s/1haqsW4uPdyIV_C2Pi-WRaA
提取码：cm8m

2.2 交叉编译zlib

下载zlib，http://zlib.net/。这里我使用的版本是1.2.11.
解压：tar -xzvf zlib-1.2.11.tar.gz
cd zlib-1.2.11
设置编译器：export CC=arm-linux-gnueabihf-gcc（因为zlib的configure中没有配置编译器的选项，所以这里设置环境变量）
配置编译环境：./configure --prefix=$PWD/tmp --enable-shared
make
make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/zlib-1.2.11/tmp/* /home/book/arm-opencv（我把所有的库都放在了arm-opecv目录中，方便之后打包到arm开发板）

2.3 交叉编译libpng

下载libpng，http://www.libpng.org/pub/png/libpng.html。这里我使用是版本是1.6.37
解压：tar xJf libpng-1.6.37.tar.xz
cd libpng-1.6.37
配置编译环境：./configure --host=arm-linux-gnueabihf --prefix=$PWD/tmp --build=x86_64-linux-gnu -with-zlib-prefix=/home/book/arm-opencv
编译安装zlib的过程中如果使用 prefix= 指定输出目录，等到安装libpng库的时候就会显示找不到zlib库的错误，按照以下步骤：
① cp scripts/makefile.linux makefile
② vi makefile
③ 找到zlib相关的两行，修改成实际的zlib/lib和zlib/include，再找到prefix项，修改为你想prefix的目录中，
如果此处是交叉编译的话，还需要在cc那边把gcc修改成您系统的交叉编译器，比如我的交叉编译器：arm-linux-gnueabihf-gcc
④ 保存并且make，make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/libpng-1.6.37/tmp/* /home/book/arm-opencv

2.4 交叉编译bzip2

下载bzip2，https://sourceware.org/bzip2/downloads.html。这里我使用是版本是1.0.6
解压：tar xvzf bzip2-1.0.6.tar.gz
cd bzip2-1.0.6
bzip2没有提供configure，所以需要自己修改Makefile-libbz2_so生成动态库，以及修改makefile。
vi Makefile-libbz2_so，修改CC=arm-linux-gnueabihf-gcc SHELL=/bin/bash
make -f Makefile-libbz2_so
没有configure，直接修改Makefile：
SHELL=/bin/bash
CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
AR=arm-linux-gnueabihf-ar
RANLIB=arm-linux-gnueabihf-ranlib
PREFIX=/home/book/opencvarm/bzip2-1.0.6/tmp
最后将all: libbz2.a bzip2 bzip2recover后面的test删除（bzip2在编译完后会生成一个bzip2的可执行文件，由于我们采用交叉工具进行编译那么这个可执行文件是ARM体系的，在宿主机上自然是执行不了，也就会导致test失败。）
make
make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/bzip2-1.0.6/tmp/* /home/book/arm-opencv
cp /home/book/opencvarm/bzip2-1.0.6/{libbz2.so.1.0.6,libbz2.so.1.0} /home/book/arm-opencv/lib
注：这里可以通过指令readelf -h ./bzip2查看bzip2的可执行文件的体系，或者readelf -h ./libbz2.a查看库文件体系，或者直接使用file命令，如file ./bzip2。检查文件是否是ARM架构。

2.5 交叉编译ICU

注：我这里先按照官方教程编译了icu56.1和icu65.1，但是都不成功。最后尝试编译icu69和icu72.1都成功（编译步骤没变）。最后总结原因：查看icu官网，发现icu官方将icu69以下的都归为旧版本，旧版本可能没维护了，反正都编译失败。所以大家在选择库版本时，先查查该库的稳定版本，最常用版本，如果没有，就选择最新版本试试，毕竟版本更新换代，新版本肯定是解决了之前存在的某些bug。
下载ICU，https://icu.unicode.org/download，这里我选择最新版本icu72.1。
tar xvzf icu-release-72-1.tar.gz
cd ./icu-release-72-1/icu4c/source
mkdir arm-build
cd arm-build
…/runConfigureICU Linux/gcc
make
cd …
./configure CXXFLAGS=-std=c++11 --host=arm-linux-gnueabihf --build=x86_64-linux-gnu --target=arm-linux-gnueabihf --prefix=$PWD/tmp --with-cross-build=/home/book/opencvarm/icu-release-72-1/icu4c/source/arm-build --disable-samples --disable-tests CC=arm-linux-gnueabihf-gcc CXX=arm-linux-gnueabihf-g++ AR=arm-linux-gnueabihf-ar
make
make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/icu-release-72-1/icu4c/source/tmp/* /home/book/arm-opencv

2.6 交叉编译harfbuzz和freetype

因为harfbuzz和freetype相互依赖，所以要么先编译harfbuzz（不带freetype），然后编译freetype（带harfbuzz），然后编译harfbuzz（带freetype）；要么就反过来，先编译freetype。我这里选择先编译harfbuzz。
下载harfbuzz，https://github.com/harfbuzz/harfbuzz，我这里选择版本2.6.4。下载freetype，https://freetype.org/download.html，我这里选择版本2.10.2。
交叉编译harfbuzz（不带freetype）
① 解压：tar xJf harfbuzz-2.6.4.tar.xz
② cd harfbuzz-2.6.4
③ ./configure --host=arm-linux-gnueabihf CC=arm-linux-gnueabihf-gcc --prefix=$PWD/tmp --with-freetype=no --with-icu=yes --with-glib=no CPPFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include LDFLAGS=-L/home/book/arm-opencv/lib
⑤ make
⑥ make install
⑦ cp -rfp /home/book/opencvarm/harfbuzz-2.6.4/tmp/* /home/book/arm-opencv
交叉编译freetype（带harfbuzz）
① 解压：tar xJf freetype-2.10.2.tar.xz
② cd freetype-2.10.2
③ ./configure CC=arm-linux-gnueabihf-gcc --host=arm-linux-gnueabihf ZLIB_CFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include ZLIB_LIBS=-L/home/book/arm-opencv/lib BZIP2_CFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include BZIP2_LIBS=-L/home/book/arm-opencv/lib LIBPNG_CFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include LIBPNG_LIBS=-L/home/book/arm-opencv/lib HARFBUZZ_CFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include/harfbuzz HARFBUZZ_LIBS=-L/home/book/arm-opencv/include/lib --prefix=$PWD/tmp
④ make
⑤ make install
⑥ cp -rfp /home/book/opencvarm/freetype-2.10.2/tmp/* /home/book/arm-opencv
再交叉编译harfubuzz（带freetype）
① 返回上面harfbuzz源码路径
② ./configure --host=arm-linux-gnueabihf CC=arm-linux-gnueabihf-gcc --prefix=$PWD/tmp --with-freetype=yes --with-icu=yes --with-glib=no CPPFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include LDFLAGS=-L/home/book/arm-opencv/lib FREETYPE_CFLAGS=-I/home/book/arm-opencv/include/freetype2 FREETYPE_LIBS=“-L/home/book/arm-opencv/lib -lfreetype -lpng -lbz2 -lz”
③ make
④ make install
⑤ cp -rfp /home/book/opencvarm/harfbuzz-2.6.4/tmp/* /home/book/arm-opencv

2.7 交叉编译eigen

下载eigen，https://eigen.tuxfamily.org/index.php?title=Main_Page，我这里使用目前最新版eigen-3.4.0。
解压：tar xvzf eigen-3.4.0.tar.gz
cd eigen-3.4.0
mkdir build（创建构建eigen的目录）；mkdir tmp（创建安装eigen的目录）
使用cmake编译：
构建完成后，进入build目录，make，然后make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/eigen-3.4.0/tmp/* /home/book/arm-opencv

三、交叉编译Qt

交叉编译Qt，我是参考的正点原子文档《【正点原子】I.MX6U移植Qt5.12.9_V1.1.pdf》，写的非常详细，非常值得推荐。因为正点原子文档本来就是开源的，这里就写个路径吧。正点原子下载中心----正点原子Linux开发板-----i.MX6ULL Linux阿尔法开发板 ----资料盘开发板资料链接（这是个百度云网盘链接）----进去后只用下载 10、用户手册.zip------解压后找到 08【正点原子】I.MX6U移植Qt5.12.9_V1.1.pdf。

四、交叉编译opencv

下载opencv4.5.5和 opencv_contrib-4.5.5，https://opencv.org/releases/。这里选择opencv4中目前最新的版本，是因为opencv更新换代，CMakeLists.txt肯定是越来越完善，肯定是修复了很多之前版本的bug，会少很多编译错误。
解压：unzip opencv-4.5.5.zip，unzip opencv_contrib-4.5.5.zip
cd opencv-4.5.5，mkdir build，mkdir tmp
使用cmake-gui进行构建：
在Search一栏，搜索WITH_FREETYPR，并勾选。（没有中文需求的可以不勾选）
在Search一栏，搜索WITH_QT，并勾选。（没有窗口需求的可以不勾选）。WITH_QT 的目的在于: opencv交叉编译移植到ARM板上后, opencv需要使用一些窗口类 (例如imshow时候需要调用窗口), 但是交叉编译的opencv是没有窗口类支持的, 在x86环境下opencv是可以调用ubuntu原生窗口的, 所以 WITH_QT 的目的给ARM板上的opencv提供窗口类支持, WITH_GTK是GTK窗口类, 看很多博客表示: GTK类的移植很复杂, 大部分都采用QT窗口类。
修改CMAKE_BUILD_TYPE为Release。
找到OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG，勾选上。这是生成.pc文件的选项。pc文件保存了该库的头文件、库所在的路径信息。
勾选上BUILD_TIFF, BUILD_JPEG, BUILD_PNG, WITH_OPENGL, WITH_EIGEN
勾选上BUILD_ZLIB，并加上库的路径：在ZLIB_LIBRARY_RELEASE处选择路径：/home/book/arm-opencv/lib/libz.so
添加opencv扩展库：在OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH处选择路径：/home/book/opencv_contrib-4.5.5/modules
选择opencv安装目录：在CMAKE_INSTALL_PREFIX选择路径：/home/book/opencv-4.5.5/tmp
ENABLE_NEON。当在ARM芯片上进行一些例如图像处理等计算的时候，常常会因为计算量太大造成计算帧率较低的情况。因而，需要选择一种更加简单快捷的计算方式以获得处理速度上的提升。ARM NEON就是一个不错的选择。
在CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS后面加上-lpthread -ldl -lrt
取消WITH_1394。因为OpenCV做相机的采集不支持1394的接口相机，只支持USB接口的相机。
取消WITH_WEBP。（可选）。WebP是一个新的图片格式，它为在互联网上的图片提供了有损和无损压缩。网站管理员和Web开发者可以使用WebP图片格式来创建更小的和更丰富的图片来让你的web更快。这里我没有这方面的需求，所以取消。
设置好上面后，点击configure。
configure完成后，取消BUILD_opencv_xfeatures2d，BUILD_opencv_wechar_qrcode，BUILD_opencv_gapi，BUILD_opencv_face。这些模块我都用不到，如果你需要用到，而又出现下载失败的情况，如：

这种情况，可以找到对应的文件，比如上图中的/home/book/opencvarm/opencv-4.5.5/arm-build/CMakeDownloadLog.txt，该文件中记录了所需下载文件的网址，你可以手动下载然后放进相应的目录中。具体可以参考博客：https://blog.csdn.net/qq153471503/article/details/123542363
编译框中还有错误：

翻译一下就是：与CMake<2.8.12的兼容性将从CMake的未来版本中删除。解决办法是：更新VERSION参数min值或者使用…max后缀来告诉确保项目不需要与旧版本兼容。
我这里采用第二种方法：
① cd /home/book/opencvarm/opencv-4.5.5/3rdparty/carotene/hal，然后vi CMakeLists.txt，将cmake_minimum_required(VERSION 2.8.8 FATAL_ERROR)改为cmake_minimum_required(VERSION 2.8.8…3.25.10 FATAL_ERROR)。
② cd /home/book/opencvarm/opencv-4.5.5/3rdparty/carotene/，然后vi CMakeLists.txt，将cmake_minimum_required(VERSION 2.8.11 FATAL_ERROR)改为cmake_minimum_required(VERSION 2.8.11…3.25.10 FATAL_ERROR)。
在编辑框中显示freetype2：no；harfbuzz：no。说明没有检测到交叉编译的freetype和harfbuzz库。
① vi /home/book/opencv_contrib-4.5.5/modules/freetype/CMakeLists.txt，查看freetype的构建：

set(the_description "FreeType module. It enables to draw strings with outlines and mono-bitmaps/gray-bitmaps.")
if(APPLE_FRAMEWORK)
ocv_module_disable(freetype)
endif()
ocv_check_modules(FREETYPE freetype2)
ocv_check_modules(HARFBUZZ harfbuzz)

if(OPENCV_INITIAL_PASS)
  if(NOT FREETYPE_FOUND)
    message(STATUS "freetype2:   NO")
  else()
    message(STATUS "freetype2:   YES (ver ${FREETYPE_VERSION})")
  endif()

  if(NOT HARFBUZZ_FOUND)
    message(STATUS "harfbuzz:    NO")
  else()
    message(STATUS "harfbuzz:    YES (ver ${HARFBUZZ_VERSION})")
  endif()
endif()

if(FREETYPE_FOUND AND HARFBUZZ_FOUND)
  ocv_define_module(freetype opencv_core opencv_imgproc WRAP python)
  ocv_target_link_libraries(${the_module} ${FREETYPE_LIBRARIES} ${HARFBUZZ_LIBRARIES})
  ocv_include_directories( ${FREETYPE_INCLUDE_DIRS} ${HARFBUZZ_INCLUDE_DIRS} )
else()
  ocv_module_disable(freetype)
endif()

由此看来，代码是执行到了 message(STATUS “harfbuzz: NO”)，就是没有检测到freetype和harfbuzz。所以我们改写一下。
② 修改if(NOT FREETYPE_FOUND)为if(FREETYPE_FOUND)
③ 修改if(NOT HARFBUZZ_FOUND)为if(HARFBUZZ_FOUND)
④ 修改if(FREETYPE_FOUND AND HARFBUZZ_FOUND)为if((NOT FREETYPE_FOUND) AND (NOT HARFBUZZ_FOUND))
⑤ 并在cmake-gui中点击Add Entry，添加FREETYPE_LIBRARIES，HARFBUZZ_LIBRARIES，FREETYPE_INCLUDE_DIRS，HARFBUZZ_INCLUDE_DIRS。即freetype和harfbuzz的库路径和头文件目录。
harfbuzz-8.0.1 交叉编译,嵌入式 linux,opencv,linux,ubuntu

在Search栏搜索qt，在Qt5_DIR中选择路径：/usr/lib/arm-qt/lib/cmake/Qt5
点击Configure，再次构建
添加QT_QMAKE_EXECUTABLE路径：/usr/lib/arm-qt/bin/qmake
在Search栏搜索eigen，在Eigen3_DIR中选择路径：/home/book/arm-opencv/share/eigen3/cmake
建议你最后浏览下Search栏下面的显示框，重点检查文件路径是否设置正确。因为有时候ubuntu中存在多个版本的库文件，必须选择交叉编译为arm架构的库，而不是x86_64架构的库。
点击Configure，构建成功后，点击Generate。
进入opencv构建目录cd /home/book/opencv-4.5.5/build，然后执行make。
执行make，可能会出现“文件找不到的错误”，如：

解决方法：将之前交叉编译的所有库的lib和include目录都复制到交叉编译工具链的lib和include下。
比如我的工具链include位置/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/…/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/include和lib位置 /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/…/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/…/…/…/…/arm-linux-gnueabihf/lib。
（可通过指令echo ‘main(){}’| arm-linux-gnueabihf-gcc -E -v -查看include和lib位置）

① cd /home/book/arm-opencv
② sudo cp include/* -rf /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/…/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/include
③ sudo cp lib/* -rfd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/…/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/…/…/…/…/arm-linux-gnueabihf/lib
④ cd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/…/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/include/freetype2，使用指令mv ./* …/，将其中的freetype文件夹移到上一层。
⑤ 再次进行编译：make
编译完成，make install
cp -rfp /home/book/opencvarm/opencv-4.5.5/tmp/* /home/book/arm-opencv文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-604257.html

五、移植到linux开发板

打包：tar cvf arm-opencv.tar arm-opencv
通过FileZilla等工具将arm-python.tar传到开发板的 /home/book目录
解压：tar xvf arm-opencv.tar

六、测试

编写测试代码：vi 111.cpp

#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/freetype.hpp"
#include "opencv2/core.hpp"
#include "opencv2/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui.hpp"
#include "opencv2/videoio.hpp"

using namespace std;
using namespace cv;

int main(int argc,char **argv)
{
	String text = "Hello, 加油！冲冲冲#***#";
	int fontHeight = 60;
	int thickness = -1;
	int linestyle = 8;
	int baseline=0;

	cout << "Built with OpenCV " << CV_VERSION << endl;

	/*参数1：窗口的名字.  参数2：窗口类型，CV_WINDOW_AUTOSIZE 时表明窗口大小等于图片大小。不可以被拖动改变大小。
	CV_WINDOW_NORMAL 时，表明窗口可以被随意拖动改变大小。*/
    namedWindow("test", WINDOW_AUTOSIZE);

	Ptr<freetype::FreeType2> ft2;
	ft2 = freetype::createFreeType2();
	//下面的字库要自己下载并拷贝到需要的位置
	ft2->loadFontData( "simsun.ttc", 0 );

	Mat image;
    image = imread("test.jpg");

	Size textSize = ft2->getTextSize(text,
	                             fontHeight,
	                             thickness,
	                             &baseline);
	if(thickness > 0){
	    baseline += thickness;
	}

	Point textOrg((image.cols - textSize.width) / 2,
	              (image.rows + textSize.height) / 2);
	rectangle(image, textOrg + Point(0, baseline),
	      textOrg + Point(textSize.width, -textSize.height),
	      Scalar(0,255,0),1,8);
	line(image, textOrg + Point(0, thickness),
	 textOrg + Point(textSize.width, thickness),
	 Scalar(0, 0, 255),1,8);
	ft2->putText(image, text, textOrg, fontHeight,
	         Scalar::all(255), thickness, linestyle, true );
	
	imwrite("test.jpg",image);
	
	imshow("test",image);//在“test”这个窗口输出图片。
    waitKey(5000);//等待5秒，程序自动退出。改为0，不自动退出。
	
	return 0;

}

交叉编译111.cpp：arm-linux-gnueabihf-g++ -o 111 111.cpp -std=c++11 -I/home/book/arm-opencv/include/opencv4 -L/home/book/arm-opencv/lib -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc -lopencv_core -ldl -lm -lpthread -lrt -lopencv_freetype -L/home/book/arm-opencv/lib -lfreetype -lharfbuzz -lpng -lz -lopencv_highgui -L/usr/lib/arm-qt/lib -lQt5Widgets -lQt5Test -lQt5Gui -lQt5Core
得到111执行文件，将111执行文件传到开发板。先chmod +x 111，给111添加可执行操作；然后export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/book/arm-opencv/lib设置环境变量；最后执行./111。（注意：字库和图片需与执行文件111在同一个目录下）
效果：