opencv 计算机视觉 pdf opencv计算机视觉编程攻略

文章目录

• 一、认识opencv
• 二、下载opencv

• 1、安装前准备
• 2、在ubuntu里根据链接下载opencv
• 3、选择自己需要的版本c++/c版本3.x（3.4.15）
• 4、解压缩
• 5、配置环境

• 三、使用示例--图片

• 1、pkg-config工作原理
• 2、 makefile中加入pkg-config

• 四、视频示例

• 1）虚拟机获取摄像头权限
• 2）播放视频
• 3）录制视频

• 总结
• 参考

一、认识opencv

开源计算机视觉(OpenCV)是一个主要针对实时计算机视觉的编程函数库。
OpenCV的应用领域包括:

2D和3D功能工具包
运动估计
面部识别系统
手势识别
人机交互
移动机器人
动作理解
物体识别
分割和识别
实体影像立体视觉:来自两个摄像机的深度感知
运动中的结构(SFM)
运动跟踪
增强现实
为了支持上述一些领域，OpenCV包括一个统计机器学习库，其中包含:

提升(Boosting)
决策树学习
梯度提升树
期望最大化算法
k最近邻算法
朴素贝叶斯分类器
人工神经网络
随机森林
支持向量机(SVM)
深层神经网络(DNN)

二、下载opencv

1、安装前准备

①首先得准备安装ubuntu的桌面环境

命令：sudo apt-get install ubuntu-desktop ②安装cmake

命令：sudo apt-get install cmake

2、在ubuntu里根据链接下载opencv

https://opencv.org/releases/

3、选择自己需要的版本c++/c版本3.x（3.4.15）

4、解压缩

将下载的版本复制后放在home目录中，再解压缩
命令：unzip 3.4.15.zip 使用cmake安装opencv
首先进入解压的文件夹：opencv-3.4.15,进入root用户，并更新一下。

接着再执行这条命令安装cmake

安装依赖库

sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg.dev libtiff5.dev libswscale-dev libjasper-dev

创建build文件夹，进入build文件夹

使用 cmake 编译参数，或者使用第二条默认参数，都可以的。

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
cmake ..

④使用 make 创建编译

仍然是在 build 文件夹下进行。

sudo make

注：单线程编译：sudo make ，这会等待比较长的时间，如果你想更快编译完，可以使用命令：sudo make -j4 ，而 -j4 表示使用 4 个线程进行编译。

5、安装

sudo make install

5、配置环境

修改 opencv.conf 文件，打开后的文件是空的，添加 opencv 库的安装路径：/usr/local/lib

sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf

更新系统共享链接库

sudo ldconfig

配置 bash ，修改 bash.bashrc 文件

sudo gedit /etc/bash.bashrc

在文件末尾加入：

PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH

保存退出，然后执行如下命令使得配置生效

source /etc/bash.bashrc

更新一下。

sudo updatedb

检测是否安装成功

安装成功

三、使用示例–图片

首先创建文件夹code1,然后进入文件夹

touch code1
cd code1

代码：

test1.cpp

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
	CvPoint center;
    double scale = -3; 

	IplImage* image = cvLoadImage("lena.jpg");
	argc == 2? cvLoadImage(argv[1]) : 0;
	
	cvShowImage("Image", image);
	
	
	if (!image) return -1; 	center = cvPoint(image->width / 2, image->height / 2);
	for (int i = 0;i<image->height;i++)
		for (int j = 0;j<image->width;j++) {
			double dx = (double)(j - center.x) / center.x;
			double dy = (double)(i - center.y) / center.y;
			double weight = exp((dx*dx + dy*dy)*scale);
			uchar* ptr = &CV_IMAGE_ELEM(image, uchar, i, j * 3);
			ptr[0] = cvRound(ptr[0] * weight);
			ptr[1] = cvRound(ptr[1] * weight);
			ptr[2] = cvRound(ptr[2] * weight);
		}

	Mat src;Mat dst;
	src = cvarrToMat(image);
	cv::imwrite("test.png", src);

    cvNamedWindow("test",1);  	imshow("test", src);
	 cvWaitKey();
	 return 0;
}

编译文件
执行命令：g++ test1.cpp -o test1 pkg-config --cflags --libs opencv

注意gcc编译命令: gcc test1.cpp -o test1 pkg-config --cflags --libs opencv
请解释这条编译命令，它是如何获得opencv头文件、链接lib库文件的路径的？

答：

pck-config a. 检查库的版本号。如果所需要的库的版本不满足要求，它会打印出错误信息，避免链接错误版本的库文件。b.
获得编译预处理参数，如宏定义，头文件的位置。c. 获得链接参数，如库及依赖的其它库的位置，文件名及其它一些连接参数。d.
自动加入所依赖的其它库的设置。在该文件夹里面有个opencv.pc的文件，其实这就是pkg-config下OpenCV的配置文件。选项–cflags
它是用来指定程序在编译时所需要头文件所在的目录,选项 --libs则是指定程序在链接时所需要的动态链接库的目录。

1、pkg-config工作原理

pkg-config 当你从源代码编译软件时，用来提供依赖库的信息的软件
它输出已安装的库的各个信息，包括：
1)C或C++编译器需要的参数
2)链接器需要的参数
3)已安装软件包的版本信息
pkg-config 库的名称(比如，opencv） --libs
pkg-config 库的名称(比如，opencv) --cflags
pkg-config 库的名称(比如，opencv） --libs --cflags
pkg-config工作原理：命令的输出来源于那里呢？
pkg-config命令通过检索存放于系统的*.pc文件来给出相应的库的输出。
比如，如果在系统中安装了opencv库，则对应的在系统中存放着opencv.pc；而这个文件就记录着opencv库的版本、编译参数、链接参数等信息。

在用同文件夹下准备一张图片，文件名为：lena.jpg

执行以下命令：

./test1

可以看到由 lena.jpg 生成了一个 test.png ，呈现的效果不同了

2、 makefile中加入pkg-config

四、视频示例

1）虚拟机获取摄像头权限

2）播放视频

创建一个 test2.cpp 文件。

gedit test2.cpp

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
	//从摄像头读取视频
	VideoCapture capture("man.mp4");
	//循环显示每一帧
	while(1){
		Mat frame;//定义一个Mat变量，用于存储每一帧的图像
		capture >> frame;//读取当前帧
		if(frame.empty())//播放完毕，退出
			break;
		imshow("读取视频帧",frame);//显示当前帧
		waitKey(30);//掩饰30ms
	}
	system("pause");
	return 0;
}

代码讲解：

如果语句：VideoCapture capture(0)，后面的参数设置为 0 ，则从摄像头读取视频并循环显示每一帧；如果设置为一个视频的文件名，比如：man.mp4 ，则会将视频读取并循环显示每一帧。

while 循环体中的 Mat 数据结构其实是一个点阵，对应图像上的每一个点，点的集合形成了一帧图像，有关 Mat 详解请看：OpenCV中Mat数据结构 语句：waitKey(30) ，中的参数单位是 ms 毫秒，也就是每一帧间隔 30 ms ，该语句时不能删除的，否则会执行错误，无法播放视频或录制视频。

准备一个小视频，我这里准备了 man.mp4

编译 test2.cpp 文件。

g++ test2.cpp -o test2 `pkg-config --cflags --libs opencv`

3）录制视频

创建一个 test3.cpp 。

gedit test3.cpp

/*********************************************************************
打开电脑摄像头，空格控制视频录制，ESC退出并保存视频RecordVideo.avi
*********************************************************************/
#include<iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	//打开电脑摄像头
	VideoCapture cap(0);
	if (!cap.isOpened())
	{
		cout << "error" << endl;
		waitKey(0);
		return 0;
	}

	//获得cap的分辨率
	int w = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH));
	int h = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
	Size videoSize(w, h);
	VideoWriter writer("RecordVideo.avi", CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G'), 25, videoSize);
	
	Mat frame;
	int key;//记录键盘按键
	char startOrStop = 1;//0  开始录制视频； 1 结束录制视频
	char flag = 0;//正在录制标志 0-不在录制； 1-正在录制

	while (1)
	{
		cap >> frame;
		key = waitKey(100);
		if (key == 32)//按下空格开始录制、暂停录制   可以来回切换
		{
			startOrStop = 1 - startOrStop;
			if (startOrStop == 0)
			{
				flag = 1;
			}
		}
		if (key == 27)//按下ESC退出整个程序，保存视频文件到磁盘
		{
			break;
		}

		if (startOrStop == 0 && flag==1)
		{
			writer << frame;
			cout << "recording" << endl;
		}
		else if (startOrStop == 1)
		{
			flag = 0;
			cout << "end recording" << endl;
			
		}
		imshow("picture", frame);
	}
	cap.release();
	writer.release();
	destroyAllWindows();
	return 0;
}

编译 test3.cpp 文件。

g++ test3.cpp -o test3 `pkg-config --cflags --libs opencv`

./test3

总结

在下载opencv的过程中遇到很多问题，最开始把它当作windows系统的软件下载，后面查询相关资料，需要给自己安装的ubuntu安装桌面环境，配置好桌面环境后开始opencv，过程多波澜，不过在这个过程中收获颇多。

参考