OpenCV 4快速入門

基　礎(chǔ)　篇

第1章　初識OpenCV 2

1.1　什么是OpenCV 2

1.1.1　OpenCV與計算機視覺 2

1.1.2　OpenCV的發(fā)展 3

1.1.3　OpenCV 4帶來了什么 4

1.2　安裝OpenCV 4 4

1.2.1　在Windows系統(tǒng)中安裝OpenCV 4 4

1.2.2　Image Watch插件的使用 12

1.2.3　在Ubuntu系統(tǒng)中安裝

OpenCV 4 12

1.2.4　opencv_contrib擴展模塊的

安裝 15

1.2.5　安裝過程中常見問題的解決方案 17

1.3　了解OpenCV的模塊架構(gòu) 18

1.4　源碼示例程序展示 19

1.4.1　配置示例程序運行環(huán)境 19

1.4.2　邊緣檢測edge 21

1.4.3　K聚類kmeans 22

1.4.4　二維碼識別qrcode 23

1.4.5　相機使用video_capture_starter 24

1.4.6　視頻物體跟蹤camshiftdemo 25

1.5　本章小結(jié) 26

第2章　數(shù)據(jù)載入、顯示與保存 27

2.1　圖像存儲容器 27

2.1.1　Mat類介紹 27

2.1.2　Mat類構(gòu)造與賦值 29

2.1.3　Mat類支持的運算 33

2.1.4　Mat類元素的讀取 35

2.2　圖像的讀取與顯示 37

2.2.1　圖像讀取函數(shù)imread 38

2.2.2　圖像窗口函數(shù)namedWindow 39

2.2.3　圖像顯示函數(shù)imshow 40

2.3　視頻加載與攝像頭調(diào)用 40

2.3.1　視頻數(shù)據(jù)的讀取 40

2.3.2　攝像頭的直接調(diào)用 42

2.4　數(shù)據(jù)保存 43

2.4.1　圖像的保存 43

2.4.2　視頻的保存 45

2.4.3　保存和讀取XML和YMAL文件 47

2.5　本章小結(jié) 52

進　階　篇

第3章　圖像基本操作 54

3.1　圖像顏色空間 54

3.1.1　顏色模型與轉(zhuǎn)換 54

3.1.2　多通道分離與合并 59

3.2　圖像像素操作處理 61

3.2.1　圖像像素統(tǒng)計 62

3.2.2　兩圖像間的像素操作 66

3.2.3　圖像二值化 71

3.2.4　LUT 76

3.3　圖像變換 78

3.3.1　圖像連接 78

3.3.2　圖像尺寸變換 81

3.3.3　圖像翻轉(zhuǎn)變換 83

3.3.4　圖像仿射變換 84

3.3.5　圖像透視變換 88

3.3.6　極坐標(biāo)變換 90

3.4　在圖像上繪制幾何圖形 92

3.4.1　繪制圓形 92

3.4.2　繪制直線 93

3.4.3　繪制橢圓 93

3.4.4　繪制多邊形 94

3.4.5　文字生成 95

3.5　感興趣區(qū)域 97

3.6　圖像“金字塔” 100

3.6.1　高斯“金字塔” 100

3.6.2　拉普拉斯“金字塔” 101

3.7　窗口交互操作 104

3.7.1　圖像窗口滑動條 104

3.7.2　鼠標(biāo)響應(yīng) 106

3.8　本章小結(jié) 109

第4章　圖像直方圖與模板匹配 111

4.1　圖像直方圖的繪制 111

4.2　直方圖操作 113

4.2.1　直方圖歸一化 113

4.2.2　直方圖比較 116

4.3　直方圖應(yīng)用 120

4.3.1　直方圖均衡化 120

4.3.2　直方圖匹配 122

4.3.3　直方圖反向投影 125

4.4　圖像的模板匹配 127

4.5　本章小結(jié) 131

第5章　圖像濾波 132

5.1　圖像卷積 132

5.2　噪聲的種類與生成 136

5.2.1　椒鹽噪聲 136

5.2.2　高斯噪聲 139

5.3　線性濾波 142

5.3.1　均值濾波 142

5.3.2　方框濾波 145

5.3.3　高斯濾波 147

5.3.4　可分離濾波 151

5.4　非線性濾波 154

5.4.1　中值濾波 154

5.4.2　雙邊濾波 156

5.5　圖像的邊緣檢測 159

5.5.1　邊緣檢測原理 159

5.5.2　Sobel算子 162

5.5.3　Scharr算子 165

5.5.4　生成邊緣檢測濾波器 167

5.5.5　Laplacian算子 168

5.5.6　Canny算法 170

5.6　本章小結(jié) 173

第6章　圖像形態(tài)學(xué)操作 175

6.1　像素距離與連通域 175

6.1.1　圖像像素距離變換 175

6.1.2　圖像連通域分析 180

6.2　腐蝕和膨脹 187

6.2.1　圖像腐蝕 188

6.2.2　圖像膨脹 192

6.3　形態(tài)學(xué)應(yīng)用 195

6.3.1　開運算 195

6.3.2　閉運算 197

6.3.3　形態(tài)學(xué)梯度 197

6.3.4　頂帽運算 198

6.3.5　黑帽運算 198

6.3.6　擊中擊不中變換 199

6.3.7　圖像細化 202

6.4　本章小結(jié) 205

應(yīng)　用　篇

第7章　目標(biāo)檢測 208

7.1　形狀檢測 208

7.1.1　直線檢測 208

7.1.2　直線擬合 218

7.1.3　圓形檢測 220

7.2　輪廓檢測 223

7.2.1　輪廓發(fā)現(xiàn)與繪制 223

7.2.2　輪廓面積 228

7.2.3　輪廓長度（周長） 229

7.2.4　輪廓外接多邊形 231

7.2.5　點到輪廓距離 236

7.2.6　凸包檢測 237

7.3　矩的計算 239

7.3.1　幾何矩與中心矩 239

7.3.2　Hu矩 241

7.3.3　基于Hu矩的輪廓匹配 243

7.4　點集擬合 245

7.5　QR二維碼檢測 248

7.6　本章小結(jié) 251

第8章　圖像分析與修復(fù) 253

8.1　傅里葉變換 253

8.1.1　離散傅里葉變換 253

8.1.2　傅里葉變換進行卷積 260

8.1.3　離散余弦變換 262

8.2　積分圖像 266

8.3　圖像分割 270

8.3.1　漫水填充法 270

8.3.2　分水嶺法 274

8.3.3　Grabcut法 277

8.3.4　Mean-Shift法 279

8.4　圖像修復(fù) 282

8.5　本章小結(jié) 285

第9章　特征點檢測與匹配 287

9.1　角點檢測 287

9.1.1　顯示關(guān)鍵點 287

9.1.2　Harris角點檢測 290

9.1.3　Shi-Tomas角點檢測 293

9.1.4　亞像素級別角點檢測 296

9.2　特征點檢測 298

9.2.1　關(guān)鍵點 298

9.2.2　描述子 299

9.2.3　SIFT特征點檢測 300

9.2.4　SURF特征點檢測 303

9.2.5　ORB特征點檢測 306

9.3　特征點匹配 310

9.3.1　DescriptorMatcher類介紹 310

9.3.2　暴力匹配 312

9.3.3　顯示特征點匹配結(jié)果 313

9.3.4　FLANN匹配 315

9.3.5　RANSAC優(yōu)化特征點匹配 318

9.4　本章小結(jié) 322

第10章　立體視覺 323

10.1　單目視覺 323

10.1.1　單目相機模型 323

10.1.2　標(biāo)定板角點提取 327

10.1.3　單目相機標(biāo)定 331

10.1.4　單目相機校正 335

10.1.5　單目投影 339

10.1.6　單目位姿估計 341

10.2　雙目視覺 346

10.2.1　雙目相機模型 346

10.2.2　雙目相機標(biāo)定 347

10.2.3　雙目相機校正 350

10.3　本章小結(jié) 353

第11章　視頻分析 354

11.1　差值法檢測移動物體 354

11.2　均值遷移法目標(biāo)跟蹤 357

11.2.1　均值遷移法實現(xiàn)的目標(biāo)跟蹤 357

11.2.2　自適應(yīng)均值遷移法實現(xiàn)的目標(biāo)跟蹤 361

11.3　光流法目標(biāo)跟蹤 365

11.3.1　Farneback多項式擴展算法 366

11.3.2　基于LK稀疏光流法的跟蹤 370

11.4　本章小結(jié) 375

提　高　篇

第12章　OpenCV與機器學(xué)習(xí) 378

12.1　OpenCV與傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí) 378

12.1.1　K均值 378

12.1.2　K近鄰 383

12.1.4　隨機森林 392

12.1.5　支持向量機 394

12.2　OpenCV與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

實例 397

12.2.1　加載深度學(xué)習(xí)模型 397

12.2.2　圖像識別 400

12.2.3　風(fēng)格遷移 403

12.2.4　性別檢測 405

12.3　本章小結(jié) 407