opencv的框架与各模块功能介绍

时间:2021-06-10 15:52:59

       学习opencv已有三个月时间,特此记录一下自己的所学知识,便于日后回顾与整理。文中内容多为摘录,具体链接如下:

摘录自:https://zhuanlan.zhihu.com/p/33008701(框架介绍)

              http://blog.****.net/poem_qianmo/article/details/19925819(各模块介绍,opencv2版,毛星云)

              http://blog.****.net/zmdsjtu/article/details/54924727(opencv3与opencv2的对比,很棒!)

 1.1 opencv介绍

      OpenCV(Open Source Computer Vision Library)开放源代码计算机视觉库,主要算法涉及图像处理、计算机视觉和机器学习相关方法。OpenCV 其实就是一堆 C 和 C++语言的源代码文件,这些源代码文件中实现了许多常用的计算机视觉算法。

       OpenCV由一系列C函数和C++类构成,它有C,C++,Python和java接口,当前SDK(Software Development Kit软件开发工具包) 已经支持C++、Java、Python等语言应用开发, 当前OpenCV本身新开发的算法和模块接口都是基于C++产生。

       其覆盖了工业产品检测、医学成像、无人机飞行、无人驾驶、安防、 卫星地图与电子地图拼接、信息安全、用户界面、摄像机标定、立体视觉和机器人等计算机视觉应用领域。

opencv官网:opencv.org/

opencv库各版本下载:sourceforge.net/project

opencv中文网站论坛:opencv.org.cn/

opencv 1.x中文文档:wiki.opencv.org.cn/inde

opencv 2.3文档:opencv.org.cn/opencvdoc

opencv 3.4文档:docs.opencv.org/master/

       图像处理(Image Processing)是用计算机对图像进行分析,以达到所需结果的技术。图像处理技术一般包括图像压缩,增强和复原,匹配、描述和识别3个部分。数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。

       计算机视觉(Computer Vision)是指用摄像机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉,并进一步做图形处理,使之成为更适合人眼观察或仪器检测图像的一门学科。


1.2 opencv架构

                       opencv的框架与各模块功能介绍      

                       opencv的框架与各模块功能介绍

opencv2文件夹所含模块如下图所示:

               opencv的框架与各模块功能介绍

                opencv的框架与各模块功能介绍

各主要模块介绍:

【core】--核心功能模块,包含以下内容: 

  • OpenCV基本数据结构
  • 动态数据结构
  • 绘图函数
  • 数组操作相关函数
  • 辅助功能与系统函数和宏
  • 与OpenGL的互操作


【imgproc】--图像处理模块,包含以下内容:

  • 线性和非线性的图像滤波
  • 图像的几何变换
  • 其它(Miscellaneous)图像转换
  • 直方图相关
  • 结构分析和形状描述
  • 运动分析和对象跟踪
  • 特征检测
  • 目标检测等内容


【features2D】--2D功能模块,包含以下内容:

  • 特征检测和描述
  • 特征检测器(Feature Detectors)通用接口
  • 描述符提取器(Descriptor Extractors)通用接口
  • 描述符匹配器(Descriptor Matchers)通用接口
  • 通用描述符(Generic Descriptor)匹配器通用接口
  • 关键点绘制函数和匹配功能绘制函数


【highgui】--高层gui图形用户界面(high GUI),包含:

  • 媒体的I / O输入输出
  • 视频捕捉
  • 图像和视频的编码解码
  • 图形交互界面的接口等内容
  • 关键点绘制函数和匹配功能绘制函数
  • 关键点绘制函数和匹配功能绘制函数


【ml】——Machine Learning,机器学习模块, 基本上是统计模型和分类算法,包含如下内容:

  • 统计模型 (Statistical Models)
  • 一般贝叶斯分类器 (Normal Bayes Classifier)
  • K-近邻 (K-NearestNeighbors)
  • 支持向量机 (Support Vector Machines)
  • 决策树 (Decision Trees)
  • 提升(Boosting)
  • 梯度提高树(Gradient Boosted Trees)
  • 随机树 (Random Trees)
  • 超随机树 (Extremely randomized trees)
  • 期望最大化 (Expectation Maximization)
  • 神经网络 (Neural Networks)
  • MLData

【calib3d】——其实就是就是Calibration(校准)加3D这两个词的组合缩写。这个模块主要是相机校准和三维重建相关的内容。基本的多视角几何算法,单个立体摄像头标定,物体姿态估计,立体相似性算法,3D信息的重建等等。

【contrib】——也就是Contributed/Experimental Stuf(贡献、实验部分)的缩写, 该模块包含了一些最近添加的不太稳定的可选功能,不用去多管。2.4.8里的这个模块有新型人脸识别,立体匹配,人工视网膜模型等技术。我所安装的opencv3.4版本已将此模块去掉啦

【flann】—— Fast Library for Approximate Nearest Neighbors,高维的近似近邻快速搜索算法库,包含两个部分:

  • 快速近似最近邻搜索 
  • 聚类  

【legacy】——  一些已经废弃的代码库,保留下来作为向下兼容,包含如下相关的内容: 

                                     运动分析

                                     期望最大化

  • 直方图
  • 平面细分(C API)
  • 特征检测和描述(Feature Detection and Description)
  • 描述符提取器(Descriptor Extractors)的通用接口
  • 通用描述符(Generic Descriptor Matchers)的常用接口
  • 匹配器

【nonfree】,也就是一些具有专利的算法模块 ,包含特征检测和GPU相关的内容。最好不要商用,可能会被告哦。

 【objdetect】——目标检测模块,包含Cascade Classification(级联分类)和Latent SVM这两个部分。

 【ocl】——即OpenCL-accelerated Computer Vision,运用OpenCL加速的计算机视觉组件模块

 【photo】——也就是Computational Photography,包含图像修复和图像去噪两部分

 【stitching】——images stitching,图像拼接模块,包含如下部分:

  • 拼接流水线
  • 特点寻找和匹配图像
  • 估计旋转
  • 自动校准
  • 图片歪斜
  • 接缝估测
  • 曝光补偿
  • 图片混合

【superres】——SuperResolution,超分辨率技术的相关功能模块

 【ts】——opencv测试相关代码,不用去管他

 【video】——视频分析组件,该模块包括运动估计,背景分离,对象跟踪等视频处理相关内容。

 【Videostab】——Video stabilization,视频稳定相关的组件,官方文档中没有多作介绍,不管它了。

注意:opcv3新增了shape模块!

【shape】--形状的匹配以及距离计算SHAPE

Shape Distance and Matching,形状的距离以及匹配 
//对这部分了解不是很多,只能形而上学地复制过来了 
Opencv3特有的部分,Opencv2.4并没有… 
1. AffineTransformer仿射变换算法的包装类 
2. HistogramCostExtractor 
3. HausdorffDistanceExtractor 
4. ShapeContextDistanceExtractor 
5. ThinPlateSplineShapeTransformer


1.3 opencv2和opencv3的区别

    旧版opencv已包含的模块:

       opencv的框架与各模块功能介绍

opencv3和opencv2的区别:

          opencv的框架与各模块功能介绍

列举几条:

(1)opencv3新增了Shape模块

(2)cv3新增了Logistic Regression(逻辑回归):类似于SVM也是一种多分类器

(3)cv3删掉了contrib模块


1.4 使用方法

    实际上,opencv将每个模块中的源文件编译成一个库文件 ,用户在使用时, 仅将所需的库文件添加到自己的项目中,与自己的源文件一起连接成可执行程序即可。


                        ---- 感谢网上众多大神的精心整理,很棒!感谢!-----                                  


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