Opencv主要模块和基本操作

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NENEIIII Apr 07, 2021
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主要模块

OpenCV中的函数接口大体可以分为如下部分：

- core：核心模块，主要包含了OpenCV中最基本的结构（矩阵，点线和形状等），以及相关的基础运算/操作。

- imgproc：图像处理模块，包含和图像相关的基础功能（滤波，梯度，改变大小等），以及一些衍生的高级功能（图像分割，直方图，形态分析和边缘/直线提取等）。

- highgui：提供了用户界面和文件读取的基本函数，比如图像显示窗口的生成和控制，图像/视频文件的IO等。

如果不考虑视频应用，以上三个就是最核心和常用的模块了。针对视频和一些特别的视觉应用，OpenCV也提供了强劲的支持：

- video：用于视频分析的常用功能，比如光流法（Optical Flow）和目标跟踪等。

- calib3d：三维重建，立体视觉和相机标定等的相关功能。

- features2d：二维特征相关的功能，主要是一些不受专利保护的，商业友好的特征点检测和匹配等功能，比如ORB特征。

- object：目标检测模块，包含级联分类和Latent SVM

- ml：机器学习算法模块，包含一些视觉中最常用的传统机器学习算法。

- flann：最近邻算法库，Fast Library for Approximate Nearest Neighbors，用于在多维空间进行聚类和检索，经常和关键点匹配搭配使用。

- gpu：包含了一些gpu加速的接口，底层的加速是CUDA实现。

- photo：计算摄像学（Computational Photography）相关的接口，当然这只是个名字，其实只有图像修复和降噪而已。

- stitching：图像拼接模块，有了它可以自己生成全景照片。

- nonfree：受到专利保护的一些算法，其实就是SIFT和SURF。

- contrib：一些实验性质的算法，考虑在未来版本中加入的。

- legacy：字面是遗产，意思就是废弃的一些接口，保留是考虑到向下兼容。

- ocl：利用OpenCL并行加速的一些接口。

- superres：超分辨率模块，其实就是BTV-L1（Biliteral Total Variation – L1 regularization）算法

- viz：基础的3D渲染模块，其实底层就是著名的3D工具包VTK（Visualization Toolkit）。

opencv中的坐标系

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处理图像

  1. 图像存储采用的二维数组，其中

灰度图–数组值类型CV_8U

image-20210909190717258

RGB 图–注意存储顺序为BGR

image-20210909191227467

  1. 常用函数

    • 读取数字图像

    cv2.imread(path_of_image, intflag)

    path_of_image：需要读入图像的完整的路径

    intflag：以什么形式读入图像

    [· cv2.IMREAD_COLOR： 加载彩色图像。任何图像的透明度都将被忽略。它是默认标志

    · cv2.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式加载图像

    · cv2.IMREAD_UNCHANGED：保留读取图片原有的颜色通道]

    • 在窗口中显示图像

    cv2.imshow(windows_name, image)

    windows_name:窗口名称(字符串)

    Image:图像对象，类型是numpy中的ndarray类型

    第二个参数还可以imutils.resize(image, windows_size)

    • 保存图像到本地

    cv2.imwrite(image_filename, image)

    • 销毁窗口(否则程序将无法正常终止)

      cv2.destroyWindow(windows_name) #销毁单个特定窗口

      cv2.destroyAllWindows() #销毁全部窗口，无参数

    设置销毁条件

    cv2.waitKey(time_of_milliseconds(整数))

    time_of_milliseconds > 0 ：此时表示时间，单位是毫秒，含义表示等待*毫秒后图像将自动销毁
    if cv2.waitKey(10000): cv2.destroyAllWindows()

    time_of_milliseconds <= 0 ： 此时图像窗口将等待一个键盘敲击，接收到指定的键盘敲击便会进行窗口销毁

    #当指定waitKey(0) == 27时当敲击键盘 Esc 时便销毁所有窗口
    if cv2.waitKey(0) == 27: cv2.destroyAllWindows()

    #当接收到键盘敲击A时，便销毁名称为’origin image’的图像窗口
    if cv2.waitKey(-1) == ord(‘A’): cv2.destroyWindow(‘origin image’)

    • 色彩空间变换函数

      cv2.cvtColor(input_image, flag)

    常用flag：

    · cv2.COLOR_BGR2GRAY： 表示将图像从BGR空间转化成灰度图

    · cv2.COLOR_BGR2HSV： 表示将图像从RGB空间转换到HSV空间

    查看其它类型：

    flags = [i for i in dir(cv2) if i.startswith(‘COLOR_’)] print(flags)

绘制图像

一些操作中的公共参数

img： 表示需要进行绘制的图像对象ndarray

color： 表示绘制几何图形的颜色，采用BGR即上述说的(B、G、R)

thickness： 表示绘制几何图形中线的粗细，默认为1，对于圆、椭圆等封闭图像取-1时是填充图形内部

lineType ： 表示绘制几何图形线的类型，默认8-connected线是光滑的，当取cv2.LINE_AA时线呈现锯齿状

cv2.line(image, starting, ending,  color, thickness, lineType)  #starting：线的起点像素坐标  #ending：终点像素坐标  

cv2.rectangle(image, top-left,  bottom-right, color, thickness, lineType)  #top-left、bottom-right分别表示长方形的左上角像素坐标、右下角像素坐标  

cv2.circle(image, center, radius,  color, thickness, lineType)  #center、radius分别表示圆的圆心像素坐标、圆的半径长度  #thickness = -1 时绘制的是实心圆，当thickness >= 0 时绘制的是空心圆