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[platform/upstream/opencv.git] / doc / tutorials / introduction / desktop_java / java_dev_intro.markdown
1 Introduction to Java Development {#tutorial_java_dev_intro}
2 ================================
3
4 As of OpenCV 2.4.4, OpenCV supports desktop Java development using nearly the same interface as for
5 Android development. This guide will help you to create your first Java (or Scala) application using
6 OpenCV. We will use either [Apache Ant](http://ant.apache.org/) or [Simple Build Tool
7 (SBT)](http://www.scala-sbt.org/) to build the application.
8
9 If you want to use Eclipse head to @ref tutorial_java_eclipse. For further reading after this guide, look at
10 the @ref tutorial_android_dev_intro tutorials.
11
12 What we'll do in this guide
13 ---------------------------
14
15 In this guide, we will:
16
17 -   Get OpenCV with desktop Java support
18 -   Create an Ant or SBT project
19 -   Write a simple OpenCV application in Java or Scala
20
21 The same process was used to create the samples in the `samples/java` folder of the OpenCV
22 repository, so consult those files if you get lost.
23
24 Get proper OpenCV
25 -----------------
26
27 Starting from version 2.4.4 OpenCV includes desktop Java bindings.
28
29 ### Download
30
31 The most simple way to get it is downloading the appropriate package of **version 2.4.4 or higher**
32 from the [OpenCV SourceForge repository](http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/).
33
34 @note Windows users can find the prebuilt files needed for Java development in the
35 `opencv/build/java/` folder inside the package. For other OSes it's required to build OpenCV from
36 sources.
37
38 Another option to get OpenCV sources is to clone [OpenCV git
39 repository](https://github.com/opencv/opencv/). In order to build OpenCV with Java bindings you need
40 JDK (Java Development Kit) (we recommend [Oracle/Sun JDK 6 or
41 7](http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/)), [Apache Ant](http://ant.apache.org/)
42 and Python v2.6 or higher to be installed.
43
44 ### Build
45
46 Let's build OpenCV:
47 @code{.bash}
48 git clone git://github.com/opencv/opencv.git
49 cd opencv
50 git checkout 2.4
51 mkdir build
52 cd build
53 @endcode
54 Generate a Makefile or a MS Visual Studio\* solution, or whatever you use for building executables
55 in your system:
56 @code{.bash}
57 cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF ..
58 @endcode
59 or
60 @code{.bat}
61 cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF -G "Visual Studio 10" ..
62 @endcode
63
64 @note When OpenCV is built as a set of **static** libraries (-DBUILD_SHARED_LIBS=OFF option) the
65 Java bindings dynamic library is all-sufficient, i.e. doesn't depend on other OpenCV libs, but
66 includes all the OpenCV code inside.
67
68 Examine the output of CMake and ensure java is one of the
69 modules "To be built". If not, it's likely you're missing a dependency. You should troubleshoot by
70 looking through the CMake output for any Java-related tools that aren't found and installing them.
71
72 ![](images/cmake_output.png)
73
74 @note If CMake can't find Java in your system set the JAVA_HOME environment variable with the path to installed JDK before running it. E.g.:
75 @code{.bash}
76 export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-6-oracle
77 cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF ..
78 @endcode
79
80 Now start the build:
81 @code{.bash}
82 make -j8
83 @endcode
84 or
85 @code{.bat}
86 msbuild /m OpenCV.sln /t:Build /p:Configuration=Release /v:m
87 @endcode
88 Besides all this will create a jar containing the Java interface (`bin/opencv-244.jar`) and a native
89 dynamic library containing Java bindings and all the OpenCV stuff (`lib/libopencv_java244.so` or
90 `bin/Release/opencv_java244.dll` respectively). We'll use these files later.
91
92 Java sample with Ant
93 --------------------
94
95 @note The described sample is provided with OpenCV library in the `opencv/samples/java/ant`
96 folder.
97
98 -   Create a folder where you'll develop this sample application.
99
100 -   In this folder create the `build.xml` file with the following content using any text editor:
101     @include samples/java/ant/build.xml
102     @note This XML file can be reused for building other Java applications. It describes a common folder structure in the lines 3 - 12 and common targets for compiling and running the application.
103     When reusing this XML don't forget to modify the project name in the line 1, that is also the
104     name of the main class (line 14). The paths to OpenCV jar and jni lib are expected as parameters
105     ("${ocvJarDir}" in line 5 and "${ocvLibDir}" in line 37), but you can hardcode these paths for
106     your convenience. See [Ant documentation](http://ant.apache.org/manual/) for detailed
107     description of its build file format.
108
109 -   Create an `src` folder next to the `build.xml` file and a `SimpleSample.java` file in it.
110
111 -   Put the following Java code into the `SimpleSample.java` file:
112     @code{.java}
113         import org.opencv.core.Core;
114         import org.opencv.core.Mat;
115         import org.opencv.core.CvType;
116         import org.opencv.core.Scalar;
117
118         class SimpleSample {
119
120           static{ System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME); }
121
122           public static void main(String[] args) {
123             System.out.println("Welcome to OpenCV " + Core.VERSION);
124             Mat m = new Mat(5, 10, CvType.CV_8UC1, new Scalar(0));
125             System.out.println("OpenCV Mat: " + m);
126             Mat mr1 = m.row(1);
127             mr1.setTo(new Scalar(1));
128             Mat mc5 = m.col(5);
129             mc5.setTo(new Scalar(5));
130             System.out.println("OpenCV Mat data:\n" + m.dump());
131           }
132
133         }
134         @endcode
135 -   Run the following command in console in the folder containing `build.xml`:
136     @code{.bash}
137     ant -DocvJarDir=path/to/dir/containing/opencv-244.jar -DocvLibDir=path/to/dir/containing/opencv_java244/native/library
138     @endcode
139     For example:
140     @code{.bat}
141     ant -DocvJarDir=X:\opencv-2.4.4\bin -DocvLibDir=X:\opencv-2.4.4\bin\Release
142     @endcode
143     The command should initiate [re]building and running the sample. You should see on the
144     screen something like this:
145
146     ![](images/ant_output.png)
147
148 SBT project for Java and Scala
149 ------------------------------
150
151 Now we'll create a simple Java application using SBT. This serves as a brief introduction to those
152 unfamiliar with this build tool. We're using SBT because it is particularly easy and powerful.
153
154 First, download and install [SBT](http://www.scala-sbt.org/) using the instructions on its [web
155 site](http://www.scala-sbt.org/).
156
157 Next, navigate to a new directory where you'd like the application source to live (outside `opencv`
158 dir). Let's call it "JavaSample" and create a directory for it:
159 @code{.bash}
160 cd <somewhere outside opencv>
161 mkdir JavaSample
162 @endcode
163 Now we will create the necessary folders and an SBT project:
164 @code{.bash}
165 cd JavaSample
166 mkdir -p src/main/java # This is where SBT expects to find Java sources
167 mkdir project # This is where the build definitions live
168 @endcode
169 Now open `project/build.scala` in your favorite editor and paste the following. It defines your
170 project:
171 @code{.scala}
172 import sbt._
173 import Keys._
174
175 object JavaSampleBuild extends Build {
176   def scalaSettings = Seq(
177     scalaVersion := "2.10.0",
178     scalacOptions ++= Seq(
179       "-optimize",
180       "-unchecked",
181       "-deprecation"
182     )
183   )
184
185   def buildSettings =
186     Project.defaultSettings ++
187     scalaSettings
188
189   lazy val root = {
190     val settings = buildSettings ++ Seq(name := "JavaSample")
191     Project(id = "JavaSample", base = file("."), settings = settings)
192   }
193 }
194 @endcode
195 Now edit `project/plugins.sbt` and paste the following. This will enable auto-generation of an
196 Eclipse project:
197 @code{.scala}
198 addSbtPlugin("com.typesafe.sbteclipse" % "sbteclipse-plugin" % "2.1.0")
199 @endcode
200 Now run sbt from the `JavaSample` root and from within SBT run eclipse to generate an eclipse
201 project:
202 @code{.bash}
203 sbt # Starts the sbt console
204 eclipse # Running "eclipse" from within the sbt console
205 @endcode
206 You should see something like this:
207
208 ![](images/sbt_eclipse.png)
209
210 You can now import the SBT project to Eclipse using Import ... -\> Existing projects into workspace.
211 Whether you actually do this is optional for the guide; we'll be using SBT to build the project, so
212 if you choose to use Eclipse it will just serve as a text editor.
213
214 To test that everything is working, create a simple "Hello OpenCV" application. Do this by creating
215 a file `src/main/java/HelloOpenCV.java` with the following contents:
216 @code{.java}
217 public class HelloOpenCV {
218   public static void main(String[] args) {
219     System.out.println("Hello, OpenCV");
220  }
221 @endcode
222 }
223
224 Now execute run from the sbt console, or more concisely, run sbt run from the command line:
225 @code{.bash}
226 sbt run
227 @endcode
228 You should see something like this:
229
230 ![](images/sbt_run.png)
231
232 ### Running SBT samples
233
234 Now we'll create a simple face detection application using OpenCV.
235
236 First, create a `lib/` folder and copy the OpenCV jar into it. By default, SBT adds jars in the lib
237 folder to the Java library search path. You can optionally rerun sbt eclipse to update your Eclipse
238 project.
239 @code{.bash}
240 mkdir lib
241 cp <opencv_dir>/build/bin/opencv_<version>.jar lib/
242 sbt eclipse
243 @endcode
244 Next, create the directory `src/main/resources` and download this Lena image into it:
245
246 ![](images/lena.png)
247
248 Make sure it's called `"lena.png"`. Items in the resources directory are available to the Java
249 application at runtime.
250
251 Next, copy `lbpcascade_frontalface.xml` from `opencv/data/lbpcascades/` into the `resources`
252 directory:
253 @code{.bash}
254 cp <opencv_dir>/data/lbpcascades/lbpcascade_frontalface.xml src/main/resources/
255 @endcode
256 Now modify src/main/java/HelloOpenCV.java so it contains the following Java code:
257 @code{.java}
258 import org.opencv.core.Core;
259 import org.opencv.core.Mat;
260 import org.opencv.core.MatOfRect;
261 import org.opencv.core.Point;
262 import org.opencv.core.Rect;
263 import org.opencv.core.Scalar;
264 import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
265 import org.opencv.objdetect.CascadeClassifier;
266
267 //
268 // Detects faces in an image, draws boxes around them, and writes the results
269 // to "faceDetection.png".
270 //
271 class DetectFaceDemo {
272   public void run() {
273     System.out.println("\nRunning DetectFaceDemo");
274
275     // Create a face detector from the cascade file in the resources
276     // directory.
277     CascadeClassifier faceDetector = new CascadeClassifier(getClass().getResource("/lbpcascade_frontalface.xml").getPath());
278     Mat image = Imgcodecs.imread(getClass().getResource("/lena.png").getPath());
279
280     // Detect faces in the image.
281     // MatOfRect is a special container class for Rect.
282     MatOfRect faceDetections = new MatOfRect();
283     faceDetector.detectMultiScale(image, faceDetections);
284
285     System.out.println(String.format("Detected %s faces", faceDetections.toArray().length));
286
287     // Draw a bounding box around each face.
288     for (Rect rect : faceDetections.toArray()) {
289         Imgproc.rectangle(image, new Point(rect.x, rect.y), new Point(rect.x + rect.width, rect.y + rect.height), new Scalar(0, 255, 0));
290     }
291
292     // Save the visualized detection.
293     String filename = "faceDetection.png";
294     System.out.println(String.format("Writing %s", filename));
295     Imgcodecs.imwrite(filename, image);
296   }
297 }
298
299 public class HelloOpenCV {
300   public static void main(String[] args) {
301     System.out.println("Hello, OpenCV");
302
303     // Load the native library.
304     System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
305     new DetectFaceDemo().run();
306   }
307 }
308 @endcode
309 Note the call to System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME). This command must be executed
310 exactly once per Java process prior to using any native OpenCV methods. If you don't call it, you
311 will get UnsatisfiedLink errors. You will also get errors if you try to load OpenCV when it has
312 already been loaded.
313
314 Now run the face detection app using \`sbt run\`:
315 @code{.bash}
316 sbt run
317 @endcode
318 You should see something like this:
319
320 ![](images/sbt_run_face.png)
321
322 It should also write the following image to `faceDetection.png`:
323
324 ![](images/faceDetection.png)
325
326 You're done! Now you have a sample Java application working with OpenCV, so you can start the work
327 on your own. We wish you good luck and many years of joyful life!