1.1 OpenCV介紹與環境搭建
1.1.1 介紹
OpenCV（Open Source Computer Vision Library）開放源代碼計算機視覺庫，主要算法涉及圖像處理、計算機視覺和機器學習相關方法。OpenCV 其實就是一堆 C 和 C++語言的源代碼文件，這些源代碼文件中實現了許多常用的計算機視覺算法。OpenCV 可用於開發實時的圖像處理、計算機視覺以及模式識別程序。
OpenCV由一系列C函數和C++類構成，它有C，C++，Python和java接口，當前SDK（Software Development Kit軟件開發工具包） 已經支持C++、Java、Python等語言應用開發， 當前OpenCV本身新開發的算法和模塊接口都是基於C++產生。
其覆蓋了工業產品檢測、醫學成像、無人機飛行、無人駕駛、安防、 衛星地圖與電子地圖拼接、信息安全、用戶界面、攝像機標定、立體視覺和機器人等計算機視覺應用領域。
OpenCV是最初由英特爾公司發起並開發，以 BSD 許可證授權發行，可以在商業和研究領域中免費使用，現在美國機器人公司Willow Garage 爲 OpenCV 提供主要的支持。主要貢獻人物李信弘（ Shinn Lee）、Vadim Pisarevsky、Gary Bradski。 （其他付費的機器視覺開發包Matlab、Halcon、VisonPro、Sapera、EVision）。
opencv官網：https://opencv.org/
opencv庫各版本下載：https://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/?source=navbar https://opencv.org/releases.html
opencv中文網站論壇：http://www.opencv.org.cn/
opencv 1.x中文文檔：http://wiki.opencv.org.cn/index.php/%E9%A6%96%E9%A1%B5
opencv 2.3文檔：http://www.opencv.org.cn/opencvdoc/2.3.2/html/index.html
opencv 3.4文檔：https://docs.opencv.org/master/
圖像處理（Image Processing）是用計算機對圖像進行分析，以達到所需結果的技術。圖像處理技術一般包括圖像壓縮，增強和復原，匹配、描述和識別3個部分。數字圖像處理（Digital Image Processing）是通過計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特徵等處理的方法和技術。數字圖像是指用工業相機、攝像機、掃描儀等設備經過拍攝得到的一個大的二維數組，該數組的元素稱爲像素，其值稱爲灰度值。
計算機視覺（Computer Vision）是指用攝像機和電腦代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量等機器視覺，並進一步做圖形處理，使之成爲更適合人眼觀察或儀器檢測圖像的一門學科。
1.1.2 體系結構
將每個模塊中的源文件編譯成一個庫文件 ，用戶在使用時， 僅將所需的庫文件添加到自己的項目中，與自己的源文件一起連接成可執行程序即可。
視覺本質上分爲3部分：圖像處理、模式分類（Object Detection、Machine Learning、2D Feature）、場景處理（相機校正和三維重建）。
舊版opencv包含如下部分：
OpenCV主要lib的作用：
opencv_core ： core函數庫（基本的數據結構，架構和線性代數， DFT， xml 和yam i/o接口函數等）
opencv_imgproc / opencv_imgcodecs： -圖像處理函數庫（濾波，高斯模糊，形態學膨脹/腐蝕，線性縮放圖像大小，圖像幾何變化，顏色結構變化，計算直方圖等）
opencv_highgui ： 用戶交互部分，GUI，圖像和視頻窗口函數庫
opencv_ml ：統計機器學習模型函數庫（ SVM，決策樹，級聯等）
opencv_features2d ：二維特徵檢測器和描述子函數庫（ SURF,FAST 等，包括一種新的特徵描述子匹配結構）
opencv_video ：動態分析和物體追蹤函數庫（光流法，移動模板，背景消除）
opencv_objdetect ：圖像目標檢測函數庫（ haar小波 & LBP人臉檢測和識別， HOG人檢測等）
opencv_calib3d ：攝像頭標定，視覺匹配和三維數據處理函數庫
opencv_flann ：近似最近領域搜索庫和OpenCV分裝器
opencv_contrib ：最新貢獻但不是很成熟的函數庫
opencv_legacy ：過時代碼，爲了後續代碼兼容性而存在
opencv_gpu ：用CUDA來加速一些openCV函數的類庫（相對不太穩定，但對openCV開發非常有幫助）
OpenCV中已經包含如下核心功能：
- 二維和三維特徵工具箱
- 運動估算
- 人臉識別系統
- 姿勢識別
- 人機交互
- 移動機器人
- 運動理解
- 對象鑑別
- 分割與識別
- 立體視覺
- 運動跟蹤
- 增強現實（AR技術）
基於上述功能實現需要，OpenCV中還包括以下基於統計學機器學習庫：
- Boosting算法
- Decision Tree(決策樹)學習
- Gradient Boosting算法
- EM算法(期望最大化)
- KNN算法
- 樸素貝葉斯分類
- 人工神經網絡
- 隨機森林
- 支掌向量機
詳細模塊介紹見《OpenCV3編程入門》/毛星雲。
1.1.3 搭建開發環境
一、Windows+Visual Studio+OpenCV3.4
（1）安裝VS2017
軟件下載地址https://www.visualstudio.com/zh-hans/
（2）下載OpenCV3.4
（3）配置windows環境變量：
加分號粘貼到Path;E:\OpenCV\opencv3.4\build\x64\vc15\bin
（4）在VS2017配置屬性管理器Debug x64：
VC++目錄：
(Include Directories)
包含目錄（頭文件）E:\OpenCV\opencv3.4\build\include
E:\OpenCV\opencv3.4\build\include\opencv
E:\OpenCV\opencv3.4\build\include\opencv2
(Library Directories)
庫目錄（庫文件） E:\OpenCV\opencv3.4\build\x64\vc15\lib
連接器-輸入：
(Linker-Input-Additional Dependencies)
附加依賴項 opencv_world320d.lib
創建工程：
屬性設置：
圖片步驟也可詳見OpenCV3.2.0+VS2017開發環境配置http://blog.csdn.net/sinat_36264666/article/details/73135823?ref=myread###;
二、Ubantu+OpenCV3
官方安裝教程https://docs.opencv.org/master/d7/d9f/tutorial_linux_install.html
（1）安裝編譯環境及相關庫
■ 編譯庫，gcc和g++即C和C++的編譯庫。
sudo apt-get install build-essential
■ 必須庫，cmake庫用來編譯，其他主要是圖片和視頻輸入輸出編碼解碼要調用的庫。
sudo apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
■ 可選庫，主要是python庫，簡單功能可用python實現。
sudo apt-get install python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev libdc1394-22-de
問題：
1）若sudo apt-get install build-essential安裝不成功？要安裝的軟件包的依賴包版本較低？（類似問題https://www.zhihu.com/question/35133998 ）
先安裝aptitude，它可以比apt-get更加智能地解決依賴問題：
sudo apt-get install aptitude //接下來選y
使用aptitude，會列出問題解決方案：
sudo aptitude install build-essential //選n不接受此方案，並會自動更換；選y接受（我這裏是選了一次n，最後選了y）
安裝好後用sudo apt-get install build-essential測試看看是否成功：
2）libgtk2.0-dev無法安裝？依賴包的問題？
libgtk2.0-dev : 依賴: libgtk2.0-0 (= 2.24.23-0ubuntu1) 但是 2.24.23-0ubuntu1.1 正要被安裝
依賴: libpango1.0-dev (>= 1.20) 但是它將不會被安裝
依賴: libcairo2-dev (>= 1.6.4-6.1) 但是它將不會被安裝
推薦: debhelper 但是它將不會被安裝
E: 無法修正錯誤，因爲您要求某些軟件包保持現狀，就是它們破壞了軟件包間的依賴關係。
解決方法：（更新系統法，此種方法可能也可以解決上面的問題1）
打開設置裏的software & update，在 updates 中 把 important security updates 和 Recommended updates 勾選上（立即更新彈出時點取消），再輸入sudo apt-get update即可。然後必須庫和可選庫中的就都可以安裝成功了，安裝完要5分鐘左右，成功後類似下圖。
（或者更改源法見http://blog.csdn.net/fireflychh/article/details/78201054 ）
（2）下載opencv源代碼，解壓後移至Ubantu共享文件夾下
下載地址： https://opencv.org/releases.html（比較慢）
（3）建build文件夾
在源碼opencv文件夾下新建build文件夾並進入 ：（它用來存放生成的makefile、項目文件以及對象文件和輸出二進制文件等編譯文件）
cd ~/mywinshare/opencv_install/opencv
mkdir build
cd build
（4）cmake編譯源碼（包括opencv_contrib部分）
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/mywinshare/opencv_install/opencv_contrib/modules/ -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
編譯成功如下圖：
問題：
1）ippicv_linux_20151201.tgz國內被牆了，有時候下載不成功或者提出hash值不對？
解決方法:
從百度雲盤的源碼資料ippicv_linux_20151201.tgz替換到對應的目錄（ <opencv目錄>/3rdparty/ippicv/
downloads/linux-808b791a6eac9ed78d32a7666804320e/ippicv_linux_20151201.tgz）
（5）編譯安裝opencv庫到系統，大概需要15~20分鐘
make -j7 &&make install
問題：
1）編譯失敗？
待解決。。。
安裝好後的庫文件如下圖，這樣OpenCV就可以使用了。
1.1.4 程序測試 - 圖像顯示
/*測試程序-圖像顯示1*/
#include <opencv2/opencv.hpp> //包含頭文件
#include <iostream>
using namespace cv; //使用命名空間cv，下面的cv::line等的前綴可以不寫
using namespace std; //使用命名空間std，可以調用C++標準庫裏面的函數或類
int main(int argc, char** argv) { //argc 表示命令行輸入參數的個數（以空白符分隔），argv中存儲了所有的命令行參數
Mat src = imread("E:/OpenCV/testimage/test.png"); //載入圖像
if (src.empty()) { //是不是爲空
printf("could not load image...\n");
return -1;
}
namedWindow("test opencv setup", CV_WINDOW_AUTOSIZE); //創建窗口，自動大小
imshow("test opencv setup", src); //顯示圖像，窗口標題
waitKey(0); //x=0無限等待下去，直到有按鍵按下，等待用戶按鍵退出程序
return 0;
}2
/*測試程序-圖像顯示2*/
#include <opencv2/opencv.hpp> //包含頭文件
using namespace cv; //使用cv命名空間，下面的cv::line等的前綴可以不寫
void main() {
Mat src = imread("E:/OpenCV/testimage/test.png"); //載入圖像
imshow("test opencv setup", src); //顯示圖像，在3.x的版本里可以省略namedWindow，它會自動創建
waitKey(0); //等待任意按鍵按下
}
參考：
自賈志剛老師OpenCV相關課程
opencv中文網站 http://www.opencv.org.cn/
OpenCV官網手冊 OpenCV: OpenCV modules