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OpenCV 最新版のビルドとインストール，CUDA 対応可能（ソースコードを使用）（Windows 上）

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OpenCV (Open Computer Vision Library) は， 実時間コンピュータビジョン (real time computer vision) の アルゴリズムと文書とサンプルコードの集まり．

Windows での，OpenCV 最新版をソースコードからビルドして，インストールする手順を説明する．MSVC ビルドツールを使用する．Windows の C/C++ で使いたい．CUDA に対応させたい．OpenCV の最新版を追いかけたい場合を想定している．

ユースケース．OpenCVはWindows でも簡単にインストールできるが，自分の環境にあわせてビルドしたい（NVidia CUDA を使うなど）場合は，ソースコードからビルドする．

サイト内の関連ページ

参考 Web ページ: https://jamesbowley.co.uk/accelerating-opencv-4-build-with-cuda-intel-mkl-tbb-and-python-bindings/

謝辞：OpenCV および関連ソフトウエア類の作者に感謝します

前準備

Python のインストール

git, cmake, wget, 7-Zip のインストール

以下，Windows に Python, git, cmake, wget, 7zip をインストール済みであるものとして説明を続ける．

MSVC ビルドツール (Build Tools) のインストール

Windows での MSVC ビルドツール (Build Tools) のインストール手順は，別ページで説明している．

(NVIDIA GPU を使うとき）NVIDIA グラフィックスボード・ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキットのインストール

次のページの手順により，インストールを行う

参考Webページ:

(NVIDIA GPU を使うとき）NVIDIA cuDNN のインストール

Windows でのインストール手順の詳細は，別ページで説明している．

インストールの要点：https://developer.nvidia.com/cudnn から cuDNN を入手し，C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v10.1 などに展開（解凍）し，パスを通しておくこと．

（オプション）OpenBLAS のインストール

OpenBLAS と連携させたいときは、前もって OpenBLAS をインストールしておく

（オプション）VTK のインストール

VTK と連携させたいときは、前もって VTK をインストールしておく

（オプション）Python 2.7 を使いたいときに限り

Python 2.7 を使うときは、次のような手順で、OpenCVとの連携等に必要になるPythonパッケージをインストールしておく

  1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行．

    [image]
  2. Python 2 にnumpy パッケージをインストール 
    C:\Python27\Scripts\pip install --no-deps -U numpy

    [image]
  3. Python の numpy, flake8 パッケージをインストール 
    C:\Python27\Scripts\pip install -U numpy
C:\Python27\Sciprts\pip install -U flake8

OpenCV のインストール（ソースコードを使用）

OpenCV を C:\opencv, C:\opencv_contrib, にインストールする

  1. Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを開く．

    ※ 起動は，Windows のメニューで「Visual Studio 20..」の下の「x64 Native Tools コマンドプロンプト (Command Prompt)」（あるいは類似名のもの）を選ぶ

    ※ 「x64 Native Tools コマンドプロンプト (Command Prompt)」がないときは， MSVC ビルドツールのインストールを行う． MSVC ビルドツールのインストール手順は，別ページで説明している．

  2. ディレクトリを削除する 
    mkdir C:\tools
cd C:\tools
rmdir /s /q opencv
rmdir /s /q opencv_contrib

    [image]
  3. OpenCV と OpenCV contrib のソースコードをダウンロード 
    cd C:\tools
git clone https://github.com/opencv/opencv.git
  4. OpenCV contrib のソースコードをダウンロード 
    cd C:\tools
rmdir /s /q opencv_contrib
git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

    [image]
  5. Python 3 のバージョンを調べる

    バージョン 3.6 系列なのか、バージョン 3.7 系列なのか、調べる．この情報はあとで使う．

    下の実行例では、Python のバージョンは 3.7 系列（3.7.5） である 

    python --version

    [image]
  6. Python 3 の場所を調べる

    「%LOCALAPPDATA%\Programs\Python\Python37\Python.exe」のように表示される．複数表示されたときは，表示の一番上を使う．この結果は，あとの設定で使う． 

    where python

    [image]
  7. cmake の実行

    cmake でのオプションについて

    cmake の実行手順例は次の通り 

    cd c:\tools
cd opencv
rmdir /s /q build
mkdir build
cd build
del CMakeCache.txt
"C:\Program Files\Cmake\bin\cmake" -G "Visual Studio 16 2019" -T host=x64 ^
-DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE ^
-DWITH_CUDA=Yes ^
-DOPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=C:\tools\opencv_contrib\modules ^
-DINSTALL_TESTS=ON ^
-DINSTALL_C_EXAMPLES=ON ^
-DWITH_PYTHON=ON ^
-DINSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON ^
-DBUILD_opencv_python2=OFF ^
-DPYTHON_DEFAULT_EXECUTABLE=C:/Users/user/AppData/Local/Programs/Python/Python37/python.exe ^
-DBUILD_opencv_python3=ON ^
-DPYTHON3_EXECUTABLE=C:/Users/user/AppData/Local/Programs/Python/Python37/python.exe ^
-DPYTHON3_INCLUDE_DIR=C:/Users/user/AppData/Local/Programs/Python/Python37/include ^
-DPYTHON3_LIBRARY=C:/Users/user/AppData/Local/Programs/Python/Python37/libs/python37.lib ^
-DPYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS=C:/Users/user/AppData/Local/Programs/Python/Python37/lib/site-packages/numpy/core/include ^
-DBUILD_EXAMPLES=ON ^
-DWITH_OPENGL=ON ^
-DOPENCV_ENABLE_NONFREE=OFF ^
..

    cmake でのオプションの調整

  8. cmake の実行結果の確認

    Python 2, Python 3 のところが自動設定されるので確認する．

    ※ 下図のとおりになるとは限らない．

    ※ 最後のコマンドの実行の結果，エラーメッセージが出た場合には，自動設定がうまくいっていない．設定を変えてやり直す．

    ※ 但し，Python 2 を使わない場合，Python 3 を使わない場合は，Python の部分がうまく設定されていなくても無視すること．

    [image]
  9. ソースコードからビルドし、インストールする 
    cmake --build . --config RELEASE --target INSTALL

    [image]
  10. 結果の確認

    エラーメッセージが出ていないことを確認．

    ※ 黄色の警告メッセージは無視しても良い

    [image]

    cmake の設定で，NVIDIA CUDA ツールキット, NVIDIA cuDNN を使うように設定したときは、次のような結果になる

    [image]
  11. Windowsのシステム環境変数Pathの設定

    次を追加する 

    C:\tools\opencv\build\bin\release
  12. Python 関係のファイルもインストールされていることを確認 

    dir %LOCALAPPDATA%\Programs\Python\Python37\lib\site-packages\cv2

    [image]

    ※ Python 関係のファイルがインストールされていない場合でも，Python ローダ (python loader) を使用することは推奨しない．（Python ローダの利用では，エラーが出たときに，Python のインストールからやり直す可能性がある．Python ローダをよく知らずに実行するのは避けること）

  13. Python でOpenCV のバージョン確認 

    python -c "import cv2; print( cv2.__version__ )"

    [image]

    ※ このとき 「Original error was: DLL failed: 指定されたモジュールが見つかりません」 というエラーメッセージが出ることがある．

    [image]
    • Windows のシステム環境変数 Path に「C:\tools\Anaconda3\Library\bin」、「C:\tools\opencv\build\bin\release」 を追加してから、 新しいコマンドプロンプトで実行してみる
  14. OpenCV の「cmake でのオプション」に VTK, OpenNI2, OpenBLAS を使うように設定したとき、このメッセージが出ることがあります． システム環境変数 Path の設定で直ると思っていますが、確認できていません。
ここから先は書きかけ 
    ANT_DIR
    GSTREAMER_DIR

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