做建材一般去什么网站宣传,荆州企业网站建设,做网站与网店运营,陕西住房和城乡建设厅官网OpenCV是应用广泛的开源图像处理库#xff0c;我们以其为基础#xff0c;介绍相关的图像处理方法#xff1a;包括基本的图像处理方法#xff1a;几何变换#xff0c;形态学变换#xff0c;图像平滑#xff0c;直方图操作#xff0c;模板匹配#xff0c;霍夫变换等我们以其为基础介绍相关的图像处理方法包括基本的图像处理方法几何变换形态学变换图像平滑直方图操作模板匹配霍夫变换等特征提取和描述方法理解角点特征Harris和Shi-Tomas算法SIFT/SURF算法Fast算法ORB算法等还有OpenCV在视频操作中的应用最后的案例是使用OpenCV进行人脸检测。 1.1 图像是什么 图像是人类视觉的基础是自然景物的客观反映是人类认识世界和人类本身的重要源泉。“图”是物体反射或透射光的分布“像“是人的视觉系统所接受的图在人脑中所形版的印象或认识照片、绘画、剪贴画、地图、书法作品、手写汉学、传真、卫星云图、影视画面、X光片、脑电图、心电图等都是图像。—姚敏. 数字图像处理机械工业出版社2014年。 1.1.1 模拟图像和数字图像
图像起源于1826年前后法国科学家Joseph Nicéphore Niépce发明的第一张可永久保存的照片属于模拟图像。模拟图像又称连续图像它通过某种物理量如光、电等的强弱变化来记录图像亮度信息所以是连续变换的。模拟信号的特点是容易受干扰如今已经基本全面被数字图像替代。
在第一次世界大战后1921年美国科学家发明了Bartlane System并从伦敦传到纽约传输了第一幅数字图像其亮度用离散数值表示将图片编码成5个灰度级如下图所示通过海底电缆进行传输。在发送端图片被编码并使用打孔带记录通过系统传输后在接收方使用特殊的打印机恢复成图像。 1950年左右计算机被发明数字图像处理学科正式诞生。
模拟图像和数字图像的对比我们可以看一下 1.2 数字图像的表示
1.2.1 位数
计算机采用0/1编码的系统数字图像也是利用0/1来记录信息我们平常接触的图像都是8位数图像包含0255灰度其中0代表最黑1表示最白。 人眼对灰度更敏感一些在16位到32位之间。 1.2.2 图像的分类
二值图像
一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个值构成“0”代表黑色“1”代白色。由于每一像素矩阵中每一元素取值仅有0、1两种可能所以计算机中二值图像的数据类型通常为1个二进制位。二值图像通常用于文字、线条图的扫描识别OCR和掩膜图像的存储。
灰度图
每个像素只有一个采样颜色的图像这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度尽管理论上这个采样可以任何颜色的不同深浅甚至可以是不同亮度上的不同颜色。灰度图像与黑白图像不同在计算机图像领域中黑白图像只有黑色与白色两种颜色但是灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度。灰度图像经常是在单个电磁波频谱如可见光内测量每个像素的亮度得到的用于显示的灰度图像通常用每个采样像素8位的非线性尺度来保存这样可以有256级灰度如果用16位则有65536级。
彩色图
每个像素通常是由红R、绿G、蓝B三个分量来表示的分量介于0255。RGB图像与索引图像一样都可以用来表示彩色图像。与索引图像一样它分别用红R、绿G、蓝B三原色的组合来表示每个像素的颜色。但与索引图像不同的是RGB图像每一个像素的颜色值由RGB三原色表示直接存放在图像矩阵中由于每一像素的颜色需由R、G、B三个分量来表示M、N分别表示图像的行列数三个M x N的二维矩阵分别表示各个像素的R、G、B三个颜色分量。RGB图像的数据类型一般为8位无符号整形通常用于表示和存放真彩色图像。
2.1 OpenCV简介 OpenCV是一款由Intel公司俄罗斯团队发起并参与和维护的一个计算机视觉处理开源软件库支持与计算机视觉和机器学习相关的众多算法并且正在日益扩展。
OpenCV的优势 编程语言 OpenCV基于C实现同时提供python, Ruby, Matlab等语言的接口。OpenCV-Python是OpenCV的Python API结合了OpenCV C API和Python语言的最佳特性。 跨平台 可以在不同的系统平台上使用包括WindowsLinuxOS XAndroid和iOS。基于CUDA和OpenCL的高速GPU操作接口也在积极开发中 活跃的开发团队 丰富的API 完善的传统计算机视觉算法涵盖主流的机器学习算法同时添加了对深度学习的支持。
2.2 OpenCV-Python
OpenCV-Python是一个Python绑定库旨在解决计算机视觉问题。
Python是一种由Guido van Rossum开发的通用编程语言它很快就变得非常流行主要是因为它的简单性和代码可读性。它使程序员能够用更少的代码行表达思想而不会降低可读性。
与C / C等语言相比Python速度较慢。也就是说Python可以使用C / C轻松扩展这使我们可以在C / C中编写计算密集型代码并创建可用作Python模块的Python包装器。这给我们带来了两个好处首先代码与原始C / C代码一样快因为它是在后台工作的实际C代码其次在Python中编写代码比使用C / C更容易。OpenCV-Python是原始OpenCV C实现的Python包装器。
OpenCV-Python使用Numpy这是一个高度优化的数据库操作库具有MATLAB风格的语法。所有OpenCV数组结构都转换为Numpy数组。这也使得与使用Numpy的其他库如SciPy和Matplotlib集成更容易。
2.3 OpenCV部署方法
安装OpenCV之前需要先安装numpy, matplotlib。
创建Python虚拟环境cv, 在cv中安装即可。
先安装OpenCV-Python, 由于一些经典的算法被申请了版权新版本有很大的限制所以选用3.4.3以下的版本
pip install opencv-python3.4.2.17现在可以测试下是否安装成功运行以下代码无报错则说明安装成功。
import cv2
# 读一个图片并进行显示(图片路径需自己指定)
lenacv2.imread(opencv.jpg)
cv2.imshow(image,lena)
cv2.waitKey(0)
如果我们要利用SIFT和SURF等进行特征提取时还需要安装
pip install opencv-contrib-python3.4.2.172.4 OpenCV的模块
下图列出了OpenCV中包含的各个模块 其中core、highgui、imgproc是最基础的模块该课程主要是围绕这几个模块展开的分别介绍如下
core模块实现了最核心的数据结构及其基本运算如绘图函数、数组操作相关函数等。highgui模块实现了视频与图像的读取、显示、存储等接口。imgproc模块实现了图像处理的基础方法包括图像滤波、图像的几何变换、平滑、阈值分割、形态学处理、边缘检测、目标检测、运动分析和对象跟踪等。
对于图像处理其他更高层次的方向及应用OpenCV也有相关的模块实现
features2d模块用于提取图像特征以及特征匹配nonfree模块实现了一些专利算法如sift特征。objdetect模块实现了一些目标检测的功能经典的基于Haar、LBP特征的人脸检测基于HOG的行人、汽车等目标检测分类器使用Cascade Classification级联分类和Latent SVM等。stitching模块实现了图像拼接功能。FLANN模块Fast Library for Approximate Nearest Neighbors包含快速近似最近邻搜索FLANN 和聚类Clustering算法。ml模块机器学习模块SVM决策树Boosting等等。photo模块包含图像修复和图像去噪两部分。video模块针对视频处理如背景分离前景检测、对象跟踪等。calib3d模块即Calibration校准3D这个模块主要是相机校准和三维重建相关的内容。包含了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。G-API模块包含超高效的图像处理pipeline引擎总结 OpenCV是计算机视觉的开源库 优势 支持多种编程语言 跨平台 活跃的开发团队 丰富的API 图像是什么 图物体反射或透射光的分布 像人的视觉系统所接受的图在人脑中所形版的印象或认识 模拟图像和数字图像 模拟图像连续存储的数据 数字图像分级存储的数据 数字图像 位数图像的表示常见的就是8位 分类二值图像灰度图像和彩色图像 OpenCV 的模块 core最核心的数据结构 highgui视频与图像的读取、显示、存储 imgproc图像处理的基础方法 features2d图像特征以及特征匹配
