今天给大家讲一下OpenCV从入门到实战，一步到位。-优快云博客

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OpenCV 简介

OpenCV 是一个功能强大、应用广泛的计算机视觉库，它为开发人员提供了丰富的工具和算法，可以帮助他们快速构建各种视觉应用。

随着计算机视觉技术的不断发展，OpenCV 也将会继续发挥重要的作用。

OpenCV 提供了大量的计算机视觉算法和图像处理工具，广泛应用于图像和视频的处理、分析以及机器学习领域。

OpenCV 核心特点

开源与免费
OpenCV 是一个开源项目，任何人都可以免费使用、修改和分发其代码。这意味着你可以根据需要对 OpenCV 进行定制化修改。
跨平台支持
OpenCV 支持多个操作系统平台，包括 Windows、Linux、macOS、Android 和 iOS。你可以在各种设备上使用 OpenCV，包括桌面、服务器以及移动设备。
支持多种编程语言
OpenCV 提供了多种编程语言的接口，支持 C++、Python、Java、JavaScript 和 MATLAB 等多种编程语言。因此，无论你是 C++ 开发者还是 Python 爱好者，都能轻松使用 OpenCV。
强大的功能库
OpenCV 提供了数百个优化的算法，涵盖了计算机视觉和图像处理的方方面面。以下是一些常见的应用：
- 图像处理： 图像滤波、边缘检测、颜色空间转换、形态学操作、特征提取等。
- 视频分析： 视频捕捉、运动分析、物体检测与追踪等。
- 机器学习与人工智能： OpenCV 集成了深度学习框架，可以进行人脸识别、目标检测、图像分类等。
- 计算机视觉： 图像匹配、物体识别、立体视觉、深度图计算等。
高效的性能
OpenCV 内置的许多算法都经过高度优化，支持硬件加速（如 Intel 的 TBB、OpenCL、CUDA 等技术），使得它在处理复杂计算时具备高性能，尤其在处理视频流和实时图像分析时非常高效。

OpenCV 的应用领域

OpenCV 的应用领域非常广泛，涵盖了计算机视觉的各个方面，例如：

图像处理: 图像滤波、图像增强、图像分割、图像特征提取等。
视频分析: 目标跟踪、运动检测、行为识别等。
物体识别: 人脸识别、车牌识别、物体识别等。
机器学习: 支持向量机、K 均值聚类、神经网络等。
深度学习: 图像分类、目标检测、图像分割等。
增强现实: 虚拟物体叠加、手势识别等。
机器人: 视觉导航、目标抓取等。

应用场景

人脸识别与检测： 利用图像中人脸的特征进行身份验证，应用于安全系统、社交媒体和照片管理等领域。
物体检测与跟踪： 在监控、无人驾驶、工业检测等场景中，通过检测和跟踪目标物体来进行分析。
增强现实（AR）： 将虚拟信息叠加到现实世界的图像中，广泛应用于游戏、医疗、工业等领域。
医疗图像分析： 使用 OpenCV 分析医学图像（如 CT 扫描、MRI 图像）来帮助诊断疾病。
机器人视觉： 机器人通过视觉识别环境，进行物体操作、导航等任务。
无人驾驶： 在自动驾驶中，OpenCV 被用于车道检测、交通标志识别、障碍物检测等任务。

OpenCV 的未来发展

随着人工智能和计算机视觉技术的快速发展，OpenCV 也在不断更新和完善。未来，OpenCV 将会在以下几个方面继续发展：

Anaconda 相关内容：Anaconda 教程。

使用以下命令验证是否安装：

python3 -V
pip -V

如果还未安装 Python 参考：Python 环境搭建。

注意：Python 2.7.9 + 或 Python 3.4+ 以上版本都自带 pip 工具。

使用 pip 安装 OpenCV 是最简单和直接的方法，你只需要在命令行中输入以下命令：

pip install opencv-python

该命令会自动从 PyPI（Python 包索引）下载并安装 OpenCV 的 Python 版本。

如果需要额外的模块（例如 contrib 模块），可以安装 opencv-contrib-python：

pip install opencv-contrib-python

这个版本包含了更多 OpenCV 的模块和功能，适合需要深度学习、物体识别等复杂任务的开发者。

opencv-python 和 opencv-contrib-python 包是 OpenCV 的不同版本，它们分别包含了核心模块和扩展模块，一般来说，opencv-contrib-python 包含更多功能，适合需要高级应用的用户。

如果安装速度慢，可以切换 pip 源（例如使用清华源）：

pip install opencv-python -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

安装完成后，可以通过以下代码验证 OpenCV 是否安装成功：

实例

import cv2
print(cv2.__version__)

如果输出了 OpenCV 的版本号（例如 4.8.0），说明安装成功。

2、通过 Anaconda 安装（推荐用于数据科学和深度学习开发）

如果你使用 Anaconda 来管理 Python 环境，可以通过以下命令轻松安装 OpenCV：

首先，创建一个新的虚拟环境（可选）：

conda create -n opencv_env python=3.x

激活环境：

conda activate opencv_env

安装 OpenCV：

conda install -c conda-forge opencv

使用 Anaconda 安装时，opencv 会自动处理所有的依赖，并且在大多数情况下能够顺利安装。

深度学习: 进一步加强对深度学习的支持，提供更多的预训练模型和算法。
移动端: 优化 OpenCV 在移动端的性能，使其更适合移动应用开发。
云计算: 提供基于云计算的计算机视觉服务，方便用户进行大规模图像和视频处理。

OpenCV 安装

在使用 OpenCV 之前，首先需要在你的开发环境中安装它。

安装 OpenCV 的方法取决于你使用的操作系统以及开发语言，我们以 Python 环境下的安装为例，因为 Python 是 OpenCV 最常用的编程语言之一。

1、安装 OpenCV（Python 版）

pip 安装

安装 OpenCV（Python 版）前提条件：
安装了 Python（建议使用 Python 3.x 版本）。
安装了 pip（Python 包管理工具）。

OpenCV 安装（C++）

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源的计算机视觉和机器学习软件库，包含了数百个计算机视觉算法，广泛应用于图像处理、视频分析、物体检测、人脸识别等领域。

C++ 是 OpenCV 的原始开发语言，适合高性能应用。

在 C++ 项目中使用 OpenCV 之前，首先需要安装 OpenCV 库。

下载 OpenCV

访问 OpenCV 的官方下载页面：https://opencv.org/releases/。

选择适合你操作系统的版本（例如 Windows、Linux、macOS）并下载，例如OpenCV 4.x 的 Windows 预编译包。。

Windows 安装 OpenCV

解压下载的 OpenCV 文件：解压到一个目录，例如 C:\opencv。

设置环境变量：将 OpenCV 的 bin 目录 C:\opencv\build\x64\vc15\bin（根据你的 Visual Studio 版本选择 vc14 或 vc15）添加到系统的 PATH 环境变量中。

配置开发环境：如果使用 Visual Studio，需要在项目中配置 OpenCV 的头文件路径和库文件路径。右键点击"此电脑" -> "属性" -> "高级系统设置" -> "环境变量" -> 编辑Path，添加上述路径。

配置 Visual Studio

1、打开 Visual Studio，创建一个 C++ 项目。

2、配置包含目录

右键项目 -> "属性" -> "VC++目录" -> "包含目录"，添加：

C:\opencv\build\include

3、配置库目录

右键项目 -> "属性" -> "VC++目录" -> "库目录"，添加：

C:\opencv\build\x64\vc15\lib

4、配置链接器

右键项目 -> "属性" -> "链接器" -> "输入" -> "附加依赖项"，添加：

opencv_world4xx.lib

4xx 是 OpenCV 版本号，例如 opencv_world450.lib 。

源码编译安装

安装前的准备

在安装 OpenCV 之前，确保你的系统已经安装了以下工具：

2、图片无法加载

如果图片无法加载，请检查图片路径是否正确，以及图片文件是否存在。你可以使用绝对路径来确保路径正确。

3、窗口无法显示

如果窗口无法显示，请确保你的系统支持图形界面，并且 OpenCV 的 GUI 模块已正确安装。

下载 OpenCV 源码

我们可以从 OpenCV 的 GitHub 仓库下载源码，或者直接从 OpenCV 的官方网站下载预编译的版本。

使用 Git 克隆源码：

git clone https://github.com/opencv/opencv.git
git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git  # 可选，包含额外的模块

使用 CMake 配置 OpenCV

1、创建一个构建目录并进入：

mkdir build
cd build

2、使用 CMake 生成构建文件：

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..

如果你需要额外的模块（如 opencv_contrib），可以添加以下参数：

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=../opencv_contrib/modules ..

3、编译并安装 OpenCV：

make -j4  # 使用 4 个线程进行编译
sudo make install

4、配置环境变量（可选）

在 Linux 或 macOS 上，你可能需要将 OpenCV 的库路径添加到环境变量中：

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH

在 Windows 上，你可以通过系统属性 -> 高级系统设置 -> 环境变量来添加 OpenCV 的库路径。

在 C++ 项目中使用 OpenCV

安装完成后，你可以在 C++ 项目中使用 OpenCV。

以下是一个简单的示例程序，展示如何使用 OpenCV 加载并显示一张图片。

1、创建 C++ 项目

创建一个新的 C++ 源文件，例如 main.cpp。

编写以下代码：

2、编译和运行

使用以下命令编译代码：

g++ main.cpp -o main `pkg-config --cflags --libs opencv4`

3、运行

运行生成的可执行文件：

./main

如果一切正常，你应该能够看到图片在窗口中显示出来。

常见问题及解决方案

1、找不到 OpenCV 库

如果在编译时遇到找不到 OpenCV 库的错误，请确保你已经正确安装了 OpenCV，并且环境变量配置正确。

我们可以使用 pkg-config 来检查 OpenCV 的安装路径：

pkg-config --cflags --libs opencv4

CMake：用于生成构建文件。
C++ 编译器：如 GCC（Linux/macOS）或 MSVC（Windows）。
Git：用于从 GitHub 克隆 OpenCV 源码。

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