OpenCV 概述



OpenCV概述

• 什麼是OpenCV 
  • 開源C/C++計算機視覺庫.
  • 面向實時應用進行優化.
  • 跨操作系統/硬件/窗口管理器.
  • 通用圖像/視頻載入、存儲和獲取.
  • 由中、高層API構成.
  • 爲Intel®公司的 Integrated Performance Primitives (IPP) 提供了透明接口.
• 特性:
  • 圖像數據操作 (分配,釋放, 複製, 設定, 轉換).
  • 圖像與視頻 I/O (基於文件/攝像頭輸入, 圖像/視頻文件輸出).
  • 矩陣與向量操作與線性代數計算(相乘, 求解, 特徵值, 奇異值分解SVD).
  • 各種動態數據結構(列表, 隊列, 集, 樹, 圖).
  • 基本圖像處理(濾波, 邊緣檢測, 角點檢測, 採樣與插值, 色彩轉換, 形態操作, 直方圖, 圖像金字塔).
  • 結構分析(連接成分, 輪廓處理, 距離轉換, 模板匹配, Hough轉換, 多邊形近似, 線性擬合, 橢圓擬合, Delaunay三角化).
  • 攝像頭標定 (尋找並跟蹤標定模板, 標定, 基礎矩陣估計, homography估計, 立體匹配).
  • 動作分析(光流, 動作分割, 跟蹤).
  • 對象辨識 (特徵方法, 隱馬可夫鏈模型HMM).
  • 基本GUI(顯示圖像/視頻, 鍵盤鼠標操作, 滾動條).
  • 圖像標識 (直線, 圓錐, 多邊形, 文本繪圖)
• OpenCV 模塊:
  • cv - OpenCV 主要函數.
  • cvaux - 輔助 (實驗性) OpenCV 函數.
  • cxcore - 數據結構與線性代數算法.
  • highgui - GUI函數.

資料鏈接

• 參考手冊:
  • <opencv-root>/docs/index.htm
• 網絡資源:
  • 官方網頁: http://www.intel.com/technology/computing/opencv/
  • 軟件下載: http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/
• 書籍:
  • Open Source Computer Vision Library by Gary R. Bradski, Vadim Pisarevsky, and Jean-Yves Bouguet, Springer, 1st ed. (June, 2006).
• 視頻處理例程 (位於 <opencv-root>/samples/c/目錄中):
  • 色彩跟蹤: camshiftdemo
  • 點跟蹤: lkdemo
  • 動作分割: motempl
  • 邊緣檢測: laplace
• 圖像處理例程(位於<opencv-root>/samples/c/目錄中):
  • 邊緣檢測: edge
  • 分割: pyramid_segmentation
  • 形態: morphology
  • 直方圖: demhist
  • 距離轉換: distrans
  • 橢圓擬合 fitellipse

OpenCV 命名約定

• 函數命名:

    cvActionTarget[Mod](...)

    Action = 核心功能(例如 設定set, 創建create)
    Target = 操作目標 (例如 輪廓contour, 多邊形polygon)
    [Mod]  = 可選修飾詞 (例如說明參數類型)

• 矩陣數據類型:

    CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>

    S = 帶符號整數
    U = 無符號整數
    F = 浮點數 

    例:   CV_8UC1 表示一個8位無符號單通道矩陣, 
          CV_32FC2 表示一個32位浮點雙通道矩陣.

• 圖像數據類型:

    IPL_DEPTH_<bit_depth>(S|U|F)

    例:   IPL_DEPTH_8U 表示一個8位無符號圖像.
          IPL_DEPTH_32F 表示一個32位浮點數圖像.

• 頭文件:

    #include <cv.h>
    #include <cvaux.h>
    #include <highgui.h>  
    #include <cxcore.h>   // 不必要 - 該頭文件已在 cv.h 文件中包含

編譯命令

• Linux系統:

g++ hello-world.cpp -o hello-world /
    -I /usr/local/include/opencv -L /usr/local/lib  /
    -lm -lcv -lhighgui -lcvaux

• Windows系統:

注意在項目屬性中設好OpenCV頭文件以及庫文件的路徑.

C程序實例

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// hello-world.cpp
//
// 一個簡單的OpenCV程序
// 它從一個文件中讀取圖像，將色彩值顛倒，並顯示結果. 
//
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>


int main(int argc, char *argv[])
{
  IplImage* img = 0; 
  int height,width,step,channels;
  uchar *data;
  int i,j,k;

  if(argc<2){
    printf("Usage: main <image-file-name>/n/7");
    exit(0);
  }

  // 載入圖像  
  img=cvLoadImage(argv[1]);
  if(!img){
    printf("Could not load image file: %s/n",argv[1]);
    exit(0);
  }

  // 獲取圖像數據
  height    = img->height;
  width     = img->width;
  step      = img->widthStep;
  channels  = img->nChannels;
  data      = (uchar *)img->imageData;
  printf("Processing a %dx%d image with %d channels/n",height,width,channels); 

  // 創建窗口
  cvNamedWindow("mainWin", CV_WINDOW_AUTOSIZE); 
  cvMoveWindow("mainWin", 100, 100);

  // 反色圖像
  for(i=0;i<height;i++) for(j=0;j<width;j++) for(k=0;k<channels;k++)
    data[i*step+j*channels+k]=255-data[i*step+j*channels+k];

  // 顯示圖像
  cvShowImage("mainWin", img );

  // wait for a key
  cvWaitKey(0);

  // release the image
  cvReleaseImage(&img );
  return 0;
}