OpenCV简介

OpenCV简介报告人：XXX何为OpenCVOpenCV全称是:OpenSourceComputerVisionLibrary。OpenCV由Intel微处理器研究实验室的视觉交互组开发,是一种用于数字图像处理和计算机视觉的开源函数库,采用的开发语言是C++。何为OpenCVOpenCV中包含了300多种图像处理和计算机视觉方面的C/C++程序，其中包含大量的函数用来处理计算机视觉领域常见的问题，如：运动分析、目标跟踪、人脸识别、3D重建和目标识别等OpenCV自2000年发布以来，已经被下载50万次，吸引超过5000名会员注册加入何为OpenCV目前OpenCV包含如下几个部分：•cxcore：一些等基本函数（各种数据类型的基本运算）•cv：图像处理和计算机视觉功能（图像处理、机构分析、运算分析、物体跟踪、模式识别、摄像机定标）ml：机器学习模块，目前内容主要为分类器cvaux：一些实验性的函数（ViewMorphing、三维跟踪、PCA、HMM）Highgui：用户交互部分（GUI、图像I/O，系统调用函数）何为OpenCV另外还有cvcam，不过linux版本中已经被舍弃。Windows版本中将DirectX支持加入highgui后，cvcam将被彻底去掉。OpenCV显著特点跨平台：Windows，Linux，Android开源、免费，无论商业与否高效、快速、使用方便OpenCV模块结构【core】——核心功能模块，包含如下内容：•OpenCV基本数据结构•动态数据结构•绘图函数•数组操作相关函数•辅助功能与系统函数和宏•与OpenGL的互操作OpenCV模块结构【video】——视频分析组件，该模块包括运动估计，背景分离，对象跟踪等视频处理相关内容【Videostab】——Videostabilization，视频稳定相关的组件，官方文档中没有多作介绍。OpenCV模块结构【calib3d】——其实就是就是Calibration（校准）加3D这两个词的组合缩写。这个模块主要是相机校准和三维重建相关的内容。基本的多视角几何算法，单个立体摄像头标定，物体姿态估计，立体相似性算法，3D信息的重建等等。【superres】——SuperResolution，超分辨率技术的相关功能模块OpenCV模块结构【contrib】——Contributed/ExperimentalStuf的缩写，该模块包含了一些最近添加的不太稳定的可选功能。2.4.8里的这个模块有新型人脸识别，立体匹配，人工视网膜模型等技术。【flann】——FastLibraryforApproximateNearestNeighbors，高维的近似近邻快速搜索算法库，包含两个部分：•快速近似最近邻搜索•聚类OpenCV模块结构【imgproc】——Image和Processing这两个单词的缩写组合。图像处理模块，这个模块包含了如下内容：•线性和非线性的图像滤波•图像的几何变换•其它（Miscellaneous）图像转换•直方图相关•结构分析和形状描述•运动分析和对象跟踪•特征检测•目标检测等内容OpenCV模块结构【features2d】——也就是Features2D，2D功能框架，包含如下内容：•特征检测和描述•特征检测器通用接口•描述符提取器通用接口•描述符匹配器通用接口•通用描述符匹配器通用接口•关键点绘制函数和匹配功能绘制函数OpenCV模块结构【highgui】——也就是highgui，高层GUI图形用户界面，包含媒体的I/O输入输出，视频捕捉、图像和视频的编码解码、图形交互界面的接口等内容【nonfree】——也就是一些具有专利的算法模块，包含特征检测和GPU相关的内容。【gpu】——运用GPU加速的计算机视觉模块OpenCV模块结构【ml】——MachineLearning，机器学习模块，基本上是统计模型和分类算法，包含如下内容：•统计模型（StatisticalModels）•一般贝叶斯分类器（NormalBayesClassifier）•K-近邻（K-NearestNeighbors）•支持向量机（SupportVectorMachines）•决策树（DecisionTrees）•梯度提高树（GradientBoostedTrees）•随机树（RandomTrees）•超随机树（Extremelyrandomizedtrees）•期望最大化（ExpectationMaximization）•神经网络（NeuralNetworks）OpenCV模块结构【legacy】——一些已经废弃的代码库，保留下来作为向下兼容，包含如下相关的内容：•运动分析•期望最大化•直方图•平面细分（CAPI）•特征检测和描述（FeatureDetectionandDescription）•描述符提取器（DescriptorExtractors）的通用接口•通用描述符（GenericDescriptorMatchers）常用接口•匹配器OpenCV模块结构【objdetect】——目标检测模块，包含CascadeClassification（级联分类）和LatentSVM这两个部分。【ocl】——即OpenCL-acceleratedComputerVision，运用OpenCL加速的计算机视觉组件模块【photo】——也就是ComputationalPhotography，包含图像修复和图像去噪两部分OpenCV模块结构【stitching】——imagesstitching，图像拼接模块，包含如下部分：•拼接流水线•特点寻找和匹配图像•估计旋转•自动校准•图片歪斜•接缝估测•曝光补偿•图片混合OpenCV常用的数据结构OpenCV库使用“IplImage”结构体来创造和处理图像。因此IplImage也是函数库中最重要的结构体。IplImage结构来源于IPL函数库，使用这种格式的优点是可以比传统的常用格式DIB表示更多的图像性质，而且可以很方便的存取图像中的像素值。OpenCV常用的数据结构OpenCV库使用“IplImage”结构体来创造和处理图像。因此IplImage也是函数库中最重要的结构体。IplImage结构来源于IPL函数库，使用这种格式的优点是可以比传统的常用格式DIB表示更多的图像性质，而且可以很方便的存取图像中的像素值。IplImage结构体定义Typedefstruct_IplImage{intnSize;//IplImage结构的大小intID；//图像头的版本intChannels；intalphaChannel；//忽略intdepth；charcolorModel[4];charchannelSeq[4];//通道顺序IplImage结构体定义intdataOrder;//数据的排列方式intorigin;//坐标原点，0代表左上角，1代表左下角intalign;//忽略intwidth;intheight;struct_IplROI*roi;//指向ROI结构的指针，部位NULL时表示要处理的图像区域struct_IplImage*maskROI;//指定为NULLIplImage结构体定义void*imageId；//可忽略struct_IplTileInfo*tileInfo;//可忽略intimageSize;//图像大小char*imageData;//指向图像数据的指针intwidthStep;//校准后的行字节数intBorderModel[4];//可忽略intBorderConst[4];//可忽略char*imageDataOrigin;//指向完整的没有校准的图像IplImage结构体定义}IplImage；width和height这两个变量很重要，其次是depth和nchannals。depth变量的值取自ipl.h中定义的一组数据，但与在矩阵中看到的对应变量不同。因为在图像中，我们往往将深度和通道数分开处理，而在矩阵中，我们往往同时表示它们。IplImage结构体定义Example#includehighgui.hintmain(intargc,char**argv){IplImage*img=cvLoadImage(argv[1]);cvNamedWindow(Example1,CV_WINDOW_AUTOSIZE);//显示该图像cvShowImage(Example,img);cvWaitKey(0);cvReleaseImage(&img);//内存释放cvDestroyWindow(Example1);//关闭窗口}OpenCV常用函数LoadImage（）：图像载入函数语法：IplImage*cvLoadImage（constchar*filename，intiscolor=1）；参数类型说明:Filenameconstchar*待载入图像的名称，包括图像的扩展名Iscolorint辅助参数项，可选正数、负数、零。正数表示强制作为三通道（彩色）图像载入，零表示该图像作为单通道（灰度）图像，负数表示载入图像的通道数由图像文件自身决定返回值：IplImage结构指针OpenCV常用函数NamedWindow（）：窗口定义函数语法：intcvNamedWindow（constchar*name，unsignedlongflags）；参数类型说明:Nameconstchar*窗口名Flagsunsignedlong窗口属性指标值，可以选择CV_WINDOW_AUTOSIZE共有1和0两种值。CV_WINDOW_AUTOSIZE表示窗口尺寸与原始尺寸相同，0表示以固定的尺寸显示图像返回值：无OpenCV常用函数WaitKey（）：按钮等待函数语法：intcvWaitKey（intdelay=0）；参数类型说明:Delayint等待按键。如果delay=0，那么无限等待；否则等待delay毫秒这返回说明：在程序循环中，有时候由于程序一直处于计算中，导致窗口无法重绘（比如读出视频中的所有帧并显示），可以加入cvWaitKey函数，使程序等待几毫秒，让窗口完成重绘再执行其他操作。常用主流计算机视觉库MatlabvisDSKIPLOpenCVIPPOpenCV的定位Matlab:功能十分强大，正版软件价钱昂贵，适合用于学术研究、仿真和演示，如果在开发商品、工程应用方面应用有一定局限，需要MatcomOpenCV的定位visDSK:MICROSOFT图像处理库，免费、开源。OpenCV未出现时很受追捧，但是现在visDSK能做的OpenCV都可以做，在速度上，OpenCV还有Intel公司的优化支持。visDSK的时代已然成为过去。OpenCV的定位IPL:•IPL图象处理库，免费，起初开源，后来不开源•Intel的IPLimagelibrary虽然没有开源但是进行普通的图像处理非常好用，像拉布拉斯算子，索贝尔算子等等边缘提取和锐化的函数。如果目标平台是PC机或者工控机又是Intel的CPU，这是一个非常不错的选择。OpenCV的定位IPP:•IPP集成开发环境库（图象处理、信号处理等）收费源代码不公开OpenCV的定位OpenCV:•免费，源代码公开，是一个跨平台的中、高层API构成，它不依赖与其它的外部库，尽管也可以使用某些外部库。•为了完全独立于IPL（INTEL的图像处理库）OpenCV复制了IplImage和其它一些结构变量的声明。OpenCV的定位OpenCV:•OpenCV为Intel®IntegratedPerformancePrimitives(IPP)提供了透明的用户使用接口。这意味着它可以实时自动为某些特定的处理器加载IPP库。IPLDiagram2Diagram3底层，已经沦为IPP的真子集中高层，简化、应用化、开源、免费深化、不开源、收费Diagram2