OpenCV基础

1. 基础入门：OpenCV概念与安装

a. OpenCV简介

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源的计算机视觉库，广泛应用于图像和视频处理、计算机视觉、机器学习等领域。

b. 安装OpenCV

• Python安装：

  pip install opencv-python
  pip install opencv-python-headless  # 如果不需要GUI功能
  

• C++安装：
  你可以参考OpenCV官网提供的安装指南，进行从源码编译或使用预编译的库进行安装。

c. OpenCV基本结构

• 读取与显示图像：
  使用cv2.imread()读取图像，cv2.imshow()显示图像，cv2.waitKey()暂停，cv2.destroyAllWindows()关闭窗口。

  import cv2
  image = cv2.imread('image.jpg')
  cv2.imshow('Image', image)
  cv2.waitKey(0)
  cv2.destroyAllWindows()
  

• 保存图像：

  cv2.imwrite('output.jpg', image)
  

• 基础图像操作：

  • 获取图像尺寸：image.shape
  • 访问图像像素：image[y, x]
  • 图像裁剪：cropped_image = image[y1:y2, x1:x2]

2. 图像处理：核心操作

a. 基本操作

• 灰度转换：

  gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
  

• 图像平滑：

  • 均值滤波：cv2.blur(image, (5, 5))
  • 高斯模糊：cv2.GaussianBlur(image, (5, 5), 0)

• 图像锐化：
  使用卷积核进行锐化：

  kernel = np.array([[0, -1, 0], [-1, 5,-1], [0, -1, 0]])
  sharpened = cv2.filter2D(image, -1, kernel)
  

• 图像边缘检测：

  • Canny边缘检测：

  edges = cv2.Canny(image, 100, 200)
  

b. 图像变换

• 旋转、缩放、平移：

  # 旋转
  rows, cols = image.shape[:2]
  M = cv2.getRotationMatrix2D((cols / 2, rows / 2), 45, 1)
  rotated_image = cv2.warpAffine(image, M, (cols, rows))
  
  # 缩放
  resized_image = cv2.resize(image, (width, height))
  
  # 平移
  M = np.float32([[1, 0, 100], [0, 1, 50]])  # x平移100，y平移50
  translated_image = cv2.warpAffine(image, M, (cols, rows))
  

c. 形态学操作

• 膨胀与腐蚀：

  kernel = np.ones((5,5), np.uint8)
  dilated = cv2.dilate