深刻了解开源计算机视觉库——OpenCV

OpenCV是Intel资助的开源计算机视觉库。它由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

OpenCV 拥有包括 300 多个C/C++函数的跨平台的中、高层 API。它不依赖与其它的外部库，尽管也可以使用某些外部库。

OpenCV 对非商业应用和商业应用都是免费（FREE）的。（细节参考发布版本的 license）。 另外OpenCV 也为Intel公司的 Integrated Performance Primitives (IPP) 提供了透明接口。 这意味着如果有为特定处理器（当然是INTEL的处理器了）优化的的 IPP 库， OpenCV 将在运行时自动加载这些库。 

更多关于 IPP 的信息请参考： http://www.intel.com/software/products/ipp/index.htm

总纲：

用C/C++编写的开源计算机视觉库。

目的是为了实时应用。

独立于操作系统/硬件/图形管理器。

通用的图像/视频载入、保存和获取模块。

底层和高层的应用开发包。 

特征：

图像数据的操作 ( 分配、释放、复制、设置和转换)。

图像是视频的输入输出I/O （文件与摄像头的输入、图像和视频文件输出）。

矩阵和向量的操作以及线性代数的算法程序（矩阵积、解方程、特征值以及奇异值等）。

各种动态数据结构（列表、队列、集合、树、图等）。

基本的数字图像处理（滤波、边缘检测、角点检测、采样与差值、色彩转换、形态操作、直方图、图像金字塔等）。 

结构分析（连接部件、轮廓处理、距离变换、各自距计算、模板匹配、Hough变换、多边形逼近、直线拟合、椭圆拟合、Delaunay 三角划分等）。

摄像头定标（发现与跟踪定标模式、定标、基本矩阵估计、齐次矩阵估计、立体对应）。.

运动分析（光流、运动分割、跟踪）。

目标识别（特征法、隐马尔可夫模型：HMM）。

基本的GUI （图像与视频显示、键盘和鼠标事件处理、滚动条）。

图像标注（线、二次曲线、多边形、画文字） 

OpenCV 模块：

cv  – 主要的OpenCV 函数。

cvaux  – 辅助的（实验性的）OpenCV 函数。

cxcore  – 数据结构与线性代数支持。

highgui  – 图像界面函数。 

目前OpenCV方面的资源已经很多了，当然最简单的方法还是在网上搜索一下，比如在在 Google (http://www.google.com )中输入 "OpenCV" 进行相关搜索。这里给出一些作为参考：

参考手册：

英文：<opencv- root >/docs/index.htm

中文：http://www.opencv.org.cn/

网络资源：:

官方网站：http://www.intel.comhttp://www.china-vision.net/technology/computing/opencv/

中文官方网站：http://www.opencv.org.cn/

软件下载：http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/

书籍：

Open Source Computer Vision Library by Gary R. Bradski, Vadim Pisarevsky, and Jean-Yves Bouguet, Springer, 1st ed. (June, 2006).

视频处理的样例程序 (在 <opencv-root>/samples/c/)：

彩色跟踪：camshiftdemo

点跟踪：lkdemo

运动分割：motempl

边缘检测： laplace

图像处理的样例程序（在 <opencv-root>/samples/c/）：

边缘检测： edge

分割：pyramid_segmentation

形态学操作： morphology

直方图：demhist

距离变换：distrans

椭圆拟合：fitellipse

目前OpenCV的最新版本是 2006年11月发布的 OpenCV 1.0 版，它的一些新特性包括：

新函数与新特征

支持的新编译器/环境：

-        GCC 4.x

-        Visual Studio .NET 2005.

注意：

工程文件 .vcproj's 以及相应的环境文件均被转换成 VS.NET 2005 的格式，因此它们不能被 VS.NET 2003 打开。作为工作区，可以将工程文件和工作区转换为 Visual Studio 6.0，再转换到 VS.NET 2003。工程可以在 Win32 以及 x64 (a.k.a. EM64T/AMD64) 平台上编译。默认情况下支持 OpenMP.

-        在 MacOSX 上，通用的 OpenCV 二进制代码可以在缺省情况下编译，因此 PPC 和 INTEL MAC‘S 系统全部都支持。

-        取消了对 Borland C++ 的支持，但是仍然有一个脚本文件 utils\gen_make.py 可以通过生成文件makefile.bcc's 来编译 （没有在 RC1 上测试）。

-        新的命令行 makefiles _make\makefile.* 被引入，允许用户在 Win64 (EM64T/AMD64 and Itanium)  平台上编译 OPENCV。具体细节参考文件 INSTALL。

cxcore：

-        增加了一些新的函数：cvMixChannels, cvRandShuffle, cvRange, cvCalcPCA, cvProjectPCA, cBackProjectPCA,       cvNormalize, cvReduce, cvGetNumThreads, cvSetNumThreads, cvGetThreadNum. 更多细节参考 <opencv_root>/docs/ref/opencvref_cxcore.htm。

-        扩展了函数 cvCalcCovarMatrix, cvMulTransposed

-        为库增加宏: 见 cxcore/include/cvver.h

-        为 CvImage 和 CvMatrix 增加 C++ 类：cxcore/include/cxcore.hpp 以及样例 samples/c/image.cpp

-        矩阵的最大通道数增加到 64 个，尽管只有一些特殊函数才处理这样的图像。

cv：

-        新函数:cvPyrMeanShiftFiltering, cvWatershed, cvGetAffineTransform. 更多细节见docs/ref/opencvref_cv.htm。

-        扩展:cvDistTransform (true distance transform algorithm),      cvThresh (Otsu adaptive algorithm), cvCanny (使用真实梯度)

-        所有的滤波函数重新编写过,为线性可分以及不可分滤波增加了新的 C++ 类,并增加了morphology, laplace, box filer .见 cv/include/cv.hpp.

API 的变化:

cvCamShift, cvBoxPoints 以及所有其它与角度有关的函数，现在都用角度而不是弧度返回

cvaux:

-        增加了新的大型视频监控模块，见(cvaux/src/vs and cvaux/include/cvvidsurv.h)。该模块完善了智能目标跟踪功能，见 docs/vidsurv 中的描述。

ml (机器学习)：

-        这是一个全新的为统计分类、回归以及聚类而写的 C++ 类库. 见 docs/ref/opencvref_ml.htm.

-         

highgui：

-        所有的视频捕捉的代码在结构上都重新构造并且按模块划分，采用了更好的函数名字（原有的函数名字通过宏仍然支持）。

-        增加了对 Quicktime (MacOSX) 和 Xine (Linux, (注意查看相关的许可)!)) 的支持.

捆绑与界面：

-        现在支持 IPP 5.1.*，而这是一个推荐与OPENCV一起使用的版本。用户可以执行建立单独的IPP DLL 作为二进制版本的分发。见(interfaces/ipp)。

-        大大提高并扩展了与 Python 的绑定(见 interfaces/swig[/python] 以及 samples/python).

优化

应用新的 IPP5.1 功能，下列的滤波函数都被大大优化：cvSobel, cvLaplace, cvErode, cvDilate.

cvFilter2D 对于大的内核运行得更快 (使用基于 DFT 的算法)

一些函数可以使用 OPENMP 做并行处理：cvHaarDetectObjects, cvCalcOpticalFlowPyrLK, cvDistTransform (只是对于新算法适用)。因此它们的运行速度在双核CPU上要快 ~50-80% , 当代码用 Intel compiler 或者 MSVC2005 编译时。 

OpenCV是一个开源的项目，它的成长与完善均依赖于广大而热情的参与者，因此了解OpenCV的最有效方法无疑是通过互联网来自我学习和认识。当你拿到一个OpenCV版本时，要做的事情，简单而言是：

参考本书以及OpenCV安装包中提供的例子：大量的样例程序是了解OpenCV最直接的方法，OpenCV本身所提供的例子均放置于：<opencv_root>\samples\ 目录下，<opencv_root>表示安装OpenCV后的系统目录。 

在 Visual Studio 中加载 OpenCV workspace：

Microsoft Visual Studio 6.0 使用 opencv.dsw

Miscrosoft Visual Studio .NET 2003 使用 opencv.sln

Borland C++ BuilderX 使用 cbuilderx/opencv.bpgr
选择 cvsample 项目，编译并运行。阅读代码并且按照自己的想法更改它。 

在http://groups.yahoo.com/group/OpenCVOpenCV archives 搜索你感兴趣的主题。

从 scratch 创建新的项目，或者修改现有的 cvsample。 有专门为 Microsoft Visual Studio 设计的 application wizard 用来创建 OpenCV-aware 项目；它们从 http://groups.yahoo.com/group/OpenCV （Files section - 你必须注册为 OpenCV@yahoogroups.com 用户）查找到。

参加OpenCV的邮件组，具体方法是发送邮件到 OpenCV-subscribe@yahoogroups.com，成为成员後并登录後，你可以在 http://groups.yahoo.com/group/OpenCV 阅读内容。 另外也可以访问国内的一些OpenCV站点，如：OpenCV中文站点（http://www.opencv.org.cn）以及 阿须数码 的中文OPENCV论坛（http://www.assuredigit.com/forum ），可以在那里找到很多有用资料。 

作者介绍：