一、OpenCV简要介绍
OpenCV是一个跨平台的计算机视觉库,可以运行在Windows、Linux、MacOS等操作系统上。OpenCV提供了众多语言的接口,其中就包含了Python,Python是一门上手容易、使用起来十分让人愉悦的语言,利用Python学习OpenCV,相信能获得不错的效果。
二、从官网上下载源码或安装包
OpenCV的官方下载网址是http://opencv.org/releases.html,我选择的是最新2.4.13版本。
三、编译安装前的准备工作
安装依赖包
[compiler] $ sudo apt-get install build-essential
[required] $ sudo apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
[optional] $ sudo apt-get install python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev libdc1394-22-dev
在解压后的opencv-XXX 文件夹内建立一个release文件夹,编译生成的文件会放在release文件夹里面。完成后,就可以开始正式的编译了。
四、编译安装
1.配置。
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
CMAKE_BUILD_TYPE: build的类型,有Release和Debug两种
CMAKE_INSTALL_PREFIX: 指定想要安装OpenCV的文件夹目录,一般就用/usr/local
除此之外,还可以添加上BUILD_DOCS 来build文档以及 BUILD_EXAMPLES 来build所有的样例
注意:如果上面的命令行无法工作,则把-D后面的空格去掉:
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
如果安装Opencv的时候,停在了下载ippicv的地方,一直都下载不下来,可以手动下载解决。
ippicv是一个并行计算库,其实可以不用的。 如果不想用这个并行计算库,在做Cmake的时候用参数关闭即可,但我还是建议使用这个库。 首先,
手动下载[ippicv](https://raw.githubusercontent.com/Itseez/opencv_3rdparty/81a676001ca8075ada498583e4166079e5744668/ippicv/ippicv_linux_20151201.tgz) ,
或者https://github.com/opencv/opencv_3rdparty/branches/all下载源码然后自己打包,
将刚才下载的ippicv文件直接拷贝进入opencv2.4.13源码的下面这个目录:opencv-3.1.0/3rdparty/ippicv/downloads/linux-808b791a6eac9ed78d32a7666804320e
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
最后一个目录可能不一样,但无所谓。 最后再使用命令编译:
2.编译。
为了加快编译速度,一般会使用多线程的方法:
make -j7 # 同时使用七个线程
3.安装
sudo make install
安装过程时间可能会有点长10~30分钟左右,编译完成之后OpenCV就安装到了指定的/usr/local下面的一些目录中,库文件就安装到了/usr/local/lib下,Python的模块安装位置是:/usr/local/lib/python2.7/site-packages(有些是/usr/local/lib/python2.7/dist-packages),执行 ls /usr/local/lib/python2.7/site-packages/ 可以看到两个文件,一个是cv2.so一个是cv.py
这两个文件在刚才opencv-2.4.13编译的目录下面/usr/local/src/opencv-2.4.13/release/lib下也存在着两个python模块文件,但是不幸的是现在并不能直接使用,原因是我们操作系统python依赖包的位置是/usr/lib/python2.7下,所以刚才如果编译到/usr下是直接可以用的,不过这个也不重要,只要我们将这两个文件复制到正确的目录下,那么就能正常使用OpenCV的功能了,执行: cp /usr/local/lib/python2.7/site-packages/cv* /usr/lib/python2.7/site-packages/ 复制过去之后进入python交互式界面执行 import cv2 没有报错则安装成功。
测试文件1:
#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
import cv2
image = cv2.imread("test.jpg")
print image
cv2.imwrite("test1.jpg",image)//修改图片的名字
读取并显示图像
import cv2 # 引入OpenCV模块
image = cv2.imread("logo.png", 1) # 读取一张图片,存储在image中
cv2.namedWindow("Hello, world!") # 创建一个名为"Hello,world!"的窗口
cv2.imshow("Hello, world!", image) # image在窗口中展示出来
cv2.waitKey(0) # 等待用户按下任意按键
cv2.destroyAllWindows() # 销毁所有的窗口
创建/复制图像
import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread("D:\cat.jpg")
emptyImage = np.zeros(img.shape, np.uint8) //创建一个新的图像
emptyImage2 = img.copy(); //复制原有的图像获得新的图像
emptyImage3=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY) //获得元图像的副本,emptyImage3[...]=0是将其转成空白的黑色图像。
#emptyImage3[...]=0
在新的OpenCV-Python绑定中,图像使用NumPy数组的属性来表示图像的尺寸和通道信息。这里是以OpenCV自带的cat.jpg为示例,如果输出img.shape,将得到(500, 375, 3)。最后的3表示这是一个RGB图像。
保存图像
保存图像很简单,直接用cv2.imwrite即可。
cv2.imwrite("D:\\cat.jpg", img)
第一个参数是保存的路径及文件名,第二个是图像矩阵。其中,imwrite()有个可选的第三个参数,如下:
cv2.imwrite("D:\\cat.jpg", img,[int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 5])
第三个参数针对特定的格式:
对于JPEG,其表示的是图像的质量,用0-100的整数表示,默认为95。 注意,cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY类型为Long,必须转换成int。下面是以不同质量存储的两幅图:
对于PNG,第三个参数表示的是压缩级别。cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION,从0到9,压缩级别越高,图像尺寸越小。默认级别为3。
import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread("cat.jpg")
emptyImage = np.zeros(img.shape, np.uint8)
emptyImage2 = img.copy()
emptyImage3=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
#emptyImage3[...]=0
cv2.imshow("EmptyImage", emptyImage)
cv2.imshow("Image", img)
cv2.imshow("EmptyImage2", emptyImage2)
cv2.imshow("EmptyImage3", emptyImage3)
cv2.imwrite("cat2.jpg", img, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 5])
cv2.imwrite("cat3.jpg", img, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 100])
cv2.imwrite("cat.png", img, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 0])
cv2.imwrite("cat2.png", img, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 9])
cv2.waitKey (0)
cv2.destroyAllWindows()
opencv-python 提取sift特征并匹配
# -*- coding: utf-8 -*-
import cv2
import numpy as np
from find_obj import filter_matches,explore_match
from matplotlib import pyplot as plt
def getSift():
'''''
得到并查看sift特征
'''
img_path1 = '../../data/home.jpg'
img = cv2.imread(img_path1) #读取图像
gray= cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY) #转换为灰度图
sift = cv2.SIFT() #创建sift的类
#在图像中找到关键点 也可以一步计算#kp, des = sift.detectAndCompute
kp = sift.detect(gray,None)
print type(kp),type(kp[0])
#Keypoint数据类型分析 http://www.cnblogs.com/cj695/p/4041399.html
print kp[0].pt
des = sift.compute(gray,kp) #计算每个点的sift
print type(kp),type(des)
#des[0]为关键点的list,des[1]为特征向量的矩阵
print type(des[0]), type(des[1])
print des[0],des[1]
#可以看出共有885个sift特征,每个特征为128维
print des[1].shape
#在灰度图中画出这些点
img=cv2.drawKeypoints(gray,kp)
#cv2.imwrite('sift_keypoints.jpg',img)
plt.imshow(img),plt.show()
def matchSift():
'''''
匹配sift特征
'''
img1 = cv2.imread('../../data/box.png', 0) # queryImage
img2 = cv2.imread('../../data/box_in_scene.png', 0) # trainImage
sift = cv2.SIFT()
kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1, None)
kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2, None)
# 蛮力匹配算法,有两个参数,距离度量(L2(default),L1),是否交叉匹配(默认false)
bf = cv2.BFMatcher()
#返回k个最佳匹配
matches = bf.knnMatch(des1, des2, k=2)
# cv2.drawMatchesKnn expects list of lists as matches.
# opencv2.4.13没有drawMatchesKnn函数,需要将opencv2.4.13\sources\samples\python2下的common.py和find_obj文件放入当前目录,并导入
p1, p2, kp_pairs = filter_matches(kp1, kp2, matches)
explore_match('find_obj', img1, img2, kp_pairs) # cv2 shows image
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()
def matchSift3():
'''''
匹配sift特征
'''
img1 = cv2.imread('../../data/box.png', 0) # queryImage
img2 = cv2.imread('../../data/box_in_scene.png', 0) # trainImage
sift = cv2.SIFT()
kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1, None)
kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2, None)
# 蛮力匹配算法,有两个参数,距离度量(L2(default),L1),是否交叉匹配(默认false)
bf = cv2.BFMatcher()
#返回k个最佳匹配
matches = bf.knnMatch(des1, des2, k=2)
# cv2.drawMatchesKnn expects list of lists as matches.
# opencv3.0有drawMatchesKnn函数
# Apply ratio test
# 比值测试,首先获取与A 距离最近的点B(最近)和C(次近),只有当B/C
# 小于阈值时(0.75)才被认为是匹配,因为假设匹配是一一对应的,真正的匹配的理想距离为0
good = []
for m, n in matches:
if m.distance < 0.75 * n.distance:
good.append([m])
img3 = cv2.drawMatchesKnn(img1, kp1, img2, kp2, good[:10], None, flags=2)
cv2.drawm
plt.imshow(img3), plt.show()
matchSift()
logo匹配效果图.:
其中
是logo标识,
#coding=utf-8
import cv2
import scipy as sp
img1 = cv2.imread('x1.jpg',0) # queryImage
img2 = cv2.imread('x2.jpg',0) # trainImage
# Initiate SIFT detector
sift = cv2.SIFT()
# find the keypoints and descriptors with SIFT
kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1,None)
kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2,None)
# FLANN parameters
FLANN_INDEX_KDTREE = 0
index_params = dict(algorithm = FLANN_INDEX_KDTREE, trees = 5)
search_params = dict(checks=50) # or pass empty dictionary
flann = cv2.FlannBasedMatcher(index_params,search_params)
matches = flann.knnMatch(des1,des2,k=2)
print 'matches...',len(matches)
# Apply ratio test
good = []
for m,n in matches:
if m.distance < 0.75*n.distance:
good.append(m)
print 'good',len(good)
# #####################################
# visualization
h1, w1 = img1.shape[:2]
h2, w2 = img2.shape[:2]
view = sp.zeros((max(h1, h2), w1 + w2, 3), sp.uint8)
view[:h1, :w1, 0] = img1
view[:h2, w1:, 0] = img2
view[:, :, 1] = view[:, :, 0]
view[:, :, 2] = view[:, :, 0]
for m in good:
# draw the keypoints
# print m.queryIdx, m.trainIdx, m.distance
color = tuple([sp.random.randint(0, 255) for _ in xrange(3)])
#print 'kp1,kp2',kp1,kp2
cv2.line(view, (int(kp1[m.queryIdx].pt[0]), int(kp1[m.queryIdx].pt[1])) , (int(kp2[m.trainIdx].pt[0] + w1), int(kp2[m.trainIdx].pt[1])), color)
cv2.imshow("view", view)
cv2.waitKey()
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另一种匹配方法:
import cv2
ImgName1 = 'home1.jpg' # 原图
ImgName2 = 'home2.jpg' # 要匹配的图
img1=cv2.imread(ImgName1,0) # 读取图片
img2=cv2.imread(ImgName2,0)
sift=cv2.SIFT()
kp1 = sift.detect(img1, None)
kp2 = sift.detect(img2, None)
des1 = sift.compute(img1, kp)
des2 = sift.compute(img2, kp)
if len(kp2)<20:
status=-1
print "特征值点太少"
featureList = [kp1,des1]
for img1,kp1,des1 in featureList: #一一比对
if len(kp1)<80: # 设置阈值,特征低于80个的,阈值大一些。
thres=(-0.5)*len(kp1)+60
else:
thres=th
FLANN_INDEX_KDTREE = 0
index_params = dict(algorithm = FLANN_INDEX_KDTREE, trees = 5)
search_params = dict(checks=50) # or pass empty dictionary
flann = cv2.FlannBasedMatcher(index_params,search_params)
matches = flann.knnMatch(des1,des2,k=2)
good = []
for m,n in matches:
if m.distance<0.60*n.distance: # 判断特征点不能便离太远
good.append(m)
total=len(matches)
if(total>0):
percent=len(good)*100.0/total #匹配的相似度
if percent>thres: # 当匹配度超过阀值,匹配成功
status=1
print "匹配成功"
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