Visual Studio 2017でOpenCVをビルド with CUDA9.2

こんにちは、すすむです。初投稿です。
半導体エンジニアをやりながら機械学習について学んでます。

やること

OpenCV を CMake GUI と Visual Studio 2017 でビルドしました。
CUDA の連携に苦労したので手順覚え書きです。

環境

CPU: Intel(R) Core(TM) i7-8700
GPU: NVIDIA GTX 1070Ti

Windows 10 Home
CUDA 9.2

Visual Studio Community 2017 (version 15.8.1)
Visual C++ SDK : VC15 (version 14.15 及び 14.13ミラー)
CMake 3.12.0
git version 2.17.0.windows.1
Python 3.6.6

更新 2018/8/28
・Cuda9.2 で tensorflow-gpu インストールできるようPythonの
　バージョンを変更。
　　× Python3.7.0 → 〇Python3.6.6
・Visual Studioのバージョンを15.7.5から15.8.1に更新した
　ことに伴い、記事下方の "yvals.h" の記述を変更。

ビルドするもの

OpenCV 3.4.2 (with CUDA9.2)
OpenCV contrib 3.4.2

！注意！

CUDA と Visual C++ SDK バージョンに要注意です！
CUDA のサポートが無いバージョンの場合、適切な設定をしないと
ビルドが通せないようです。

CUDA9.2 の VC++ SDK バージョン対応は以下のようになります。

VC++ SDK のバージョン確認

まずは Visual C++ SDK のバージョンを確認しましょう。
@yumetodo様のこちらの記事にバージョン表が詳しく載っています。

VC++ SDK バージョンが14.14 以上の場合、NVIDIA公式に
記載の通り、VC++ SDK の旧バージョンのミラーが必要になります。

※CUDA9.0 以下の場合は対応するミラーが無いようなので、
　大人しくVisual Studio 2015 にするしかないかもです。。

VC++ SDK ミラーのインストール

まずはMicrosoft公式の方法で古いバージョンのVC++ SDKミラーを入れます。
Visual Studio を起動し、

　ツール -> ツールと機能を取得

から Visual Studio Installer を立上げ、"個別のコンポーネント" の中から所望の
ミラーをインストールできます。CUDA9.2 の場合は 14.13 を選べばOKです。

事前の設定

Visual Studio の言語を英語に設定

日本語設定の場合は以下で英語に変更。(CUDA関連ヘッダファイルの
エンコードが CP932 のものがあり、日本語環境だとビルドエラーします。)

Pythonインストール

PythonもしくはAnacondaどちらでも良いのでインストール。
以下では Python 3.6.6 をインストールした体で進めます。
環境変数Pathの設定、並びに設定後のPC再起動をお忘れなく。
↓
Numpyと連携のためにpipでnumpyパッケージをインストールしておきましょう。
管理者権限のコマンドラインにて

> pip install numpy

Proxyの設定

Proxyが適切でないと CMake 中に必要なパッケージがダウンロードできないことが
ありますので、事前に設定しておくと良いです。

C/C++のヘッダファイル書き換え

あまり良くないことかもしれませんが、、VC++ のヘッダーファイルを
書き換えることでビルドが通るようになります。

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\ \include\
にある yvals_core.h の299~300行目あたりを以下のように書き換え。

yvals_core.h

elif defined(_MSC_VER)
 if _MSC_VER < 1915 // Coarse-grained, not inspecting _MSC_FULL_VER

// ↓のように書き換え

elif defined(_MSC_VER)
 if _MSC_VER < 1913 // Coarse-grained, not inspecting _MSC_FULL_VER

OpenCVダウンロード

C:\opencv の下でコマンドラインから

git clone https://github.com/opencv/opencv.git
git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

もしくはここからブラウザでダウンロードしてもOK。

CMake

以下、CMake GUIで設定。
Where is the source code: C:/opencv/opencv
Where to build the binaries: C:/opencv/opencv/build
↓
Configure
↓
Visual Studio 15 2017 Win64
↓
再度、CMake GUIで設定

Name	Value
CMAKE_INSTALL_PREFIX	C:/opencv/opencv/build/install
BUILD_EXAMPLES	ON
BUILD_opencv_python3	ON
BUILD_opencv_python_bindings_generator	ON
BUILD_opencv_world	ON
BUILD_PERF_TESTS	OFF
BUILD_TESTS	OFF
BUILD_TBB	OFF
INSTALL_CREATE_DISTRIB	ON
OPENCV_EXTRA_MODULE_PATH	C:/opencv/opencv_contrib/modules
PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_LIBS	C:/Program Files/Python36/Lib/site-packages/numpy/core/include
WITH_CUBLAS	ON
WITH_CUDA	ON
WITH_CUFFT	ON
WITH_LAPACK	OFF
WITH_MATLAB	OFF
WITH_VTK	OFF
WITH_TBB	OFF

※PATH の設定でバックスラッシュでなく普通のスラッシュを使うことに注意。
↓
Configure
↓
再度、CMake GUIで設定。
CUDA architecture番号をここで確認。
Geforce 1070ti は 6.1 。

Name	Value
CUDA_ARCH_BIN	6.1
CUDA_ARCH_PTX	6.1
CUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR	C:/Program Files/NVIDIA GPU Computing Toolkit/CUDA/v9.2

↓
Configure
↓
Generate

VC++ SDK 14.13ミラーを有効化

Visual Studioを管理者権限で開き、C:\opencv\opencv\build\OpenCV.sln を開く。
以下、Microsoft公式に記載の方法です。

opencv_worldのプロパティ

ソリューションエクスプローラーに出てくるopencv_worldについて、右クリック
-> プロパティ を選択。下図のように 構成プロパティ-> C/C++ -> コマンドライン
-> 追加のオプション の項を "-Bv" に変更。

(この設定-Bvを入れたプロジェクトは、ビルド時にSDKのバージョンを
逐一探しにいくようになります。opencv_world 以外はデフォルト設定でOK)

プロパティファイルを置く

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Auxiliary\Build\14.13\Microsoft.VCToolsVersion.14.13.props を C:\opencv\opencv\build にコピー。(OpenCV.sln があるフォルダ)

opencv_worldのプロジェクトファイル書き換え

opencv_world を右クリックし、プロジェクトを unload します。
そして再度右クリックして opencv_world.vcxproj の編集を選びます。
下図のように、<Import Project="......14.13.props" /> の行を追記、
上書き保存して opencv_world 右クリックから reload します。

ビルド

筆者はDebugの.dllファイルも欲しかったため、DebugとReleaseの両方でビルド。

Debug ビルド

ソリューション構成 -> Debug
ソリューションプラットフォーム -> x64

ソリューションエクスプローラーで "Solution OpenCV" を選択して、
ビルド -> ソリューションのビルド を選択しビルド開始。

※Pythonインストール時に、カスタムインストールを選択して
　デバッグdllファイルをインストールしておけば、Debugビルドできます。
↓
ソリューションエクスプローラーで "INSTALL" を選択して
ビルド -> Project Only -> Build Only INSTALL を選択し
INSTALLのビルド開始。

Release ビルド

ソリューション構成 -> Release
ソリューションプラットフォーム -> x64

ソリューションエクスプローラーで 'Solution OpenCV' を選択して、
ビルド -> ソリューションのビルド を選択しビルド開始。
↓
ソリューションエクスプローラーで "INSTALL" を選択して
ビルド -> Project Only -> Build Only INSTALL を選択し
INSTALLのビルド開始。

環境変数の設定

変数名：OPENCV_DIR
変数値：C:\opencv\opencv\build

変数名：OPENCV_VER
変数値：342

変数名：PATH
変数値：%OPENCV_DIR%¥bin¥Debug;%OPENCV_DIR%¥bin¥Release
　　　：C:\opencv\opencv\build\install\x64\vc15\bin
↓
PC再起動。

Python で CV2 をインポートできるようにする

C:\opencv\opencv\build\lib\python3\Release\cv2.cp36-win_amd64.pyd
を以下のフォルダにコピー。

C:\Program Files\Python36\Lib\site-packages
↓
以下でimportできるかを確認。コマンドラインにて

python
>>> import cv2 //エラーが出なければOK

おわりに

いかがでしたでしょうか？ご参考になれば幸いです。

今後、画像処理/機械学習や半導体のトピックスについて
随時ご紹介していくので是非フォローいただけると嬉しいです！

おまけ

Cuda9.2対応のtensorflow-GPUはここからwheelファイルを
ダウンロードして pip install により Python で使用可です。
(Tensorflow使用方法は他記事をご参照ください。)