引言
本节主要介绍OpenCV中C语言版(OpenCV2.0以下)和C++语言版(OpenCV2.2以上)各模块功能,以及构架图。
OpenCV模块
首先,我们介绍1.0至2,2版,OpenCV库划分为以下几个模块。
图1 OpenCV1.X库模块
- CV : 主要OpenCV函数,即:核心函数库
- CVAUX : 辅助函数库
- CXCORE : 数据结构与线性代数库(包含CvPoint、CvRect、CvSize、CvMat及lpiImage等常用数据结构);
- HIGHUI : GUI函数库(用户交互界面,如图像显示、接受鼠标键盘事件等。已经包含视频、摄像头简单操作);
- ML : 机器学习函数库,包含模式分类和回归分析等;
- CVCAM :视频图像处理模块(一般还需要安装DirectShow。此模块在2.0之后的版本好像不再包含,而直接使用highgui)。
在windows下较低版本(2.0以下)的OpenCV中包含此模块,一般用于处理和操作摄像头和视频流的跨平台模块,在windows下 被封装成.dll动态链接库,在Linux中被以so(共享库,和动态链接库类似)的形式使用。
然而,自从2.2版开始,OpenCV库便被划分为多个模块。这些模块编译成库文件后,位于lib文件夹中。
图2 OpenCV2.X库模块
- opencv_core模块,其中包括库中核心函数结构,特别是基础的数据结构和算术函数。
- opencv_imgproc模块,包含图像处理函数。
- opencv_highgui模块,包含读写图像及视频的函数,以及操作图形用户界面函数。
- opencv_features2d模块,包含兴趣点检测子、描述子以及兴趣点匹配框架。
- opencv_calib3d模块,包含相机标定、双目几何估算以及立体视觉函数。
- opencv_video模块,包含运动估算、特征跟踪以及前景提取函数与类。
- opencv_objdetect模块,包括物体检测函数,如脸部与行人检测。
库中还有其他的工具模块,如机器学习(opencv_ml)、计算几何(opencv_flann),第三方代码 (opencv_contrib),废弃的代码 (opencv_legacy)及GPU加速度过的代码 (opencv_gpu).这些模块都有一个单独的头文件(位于include)。
OpenCV2.X架构图
如下图所示:
打开 $(OPENCV)\build\include\文件夹(小弟的是D:\OpenCV 2.4.8\opencv\build\include)可以看到:
其中,opencv这个文件夹里面包含着旧版(C版)的头文件。而opencv2这个文件夹里面包含着新版(C++版)OpenCV2系列的头文件。
打开opencv的文件夹,这里面是opencv 1.0最核心的,而且保留下来的内容的头文件,可以把它们整体理解为一个组件。
打开opencv2的文件夹,
发现下面有个叫opencv_modules.hpp的hpp文件,一看就知道里面存放的是opencv2中的新模块构造相关的说明代码,打开一看,果不其然,定义的是OpenCV2所有组件的宏:
- /*
- * ** File generated automatically, do not modify **
- *
- *This file defines the list of modules available in current build configuration
- *
- *
- */
- #define HAVE_OPENCV_CALIB3D
- #define HAVE_OPENCV_CONTRIB
- #define HAVE_OPENCV_CORE
- #define HAVE_OPENCV_FEATURES2D
- #define HAVE_OPENCV_FLANN
- #define HAVE_OPENCV_GPU
- #define HAVE_OPENCV_HIGHGUI
- #define HAVE_OPENCV_IMGPROC
- #define HAVE_OPENCV_LEGACY
- #define HAVE_OPENCV_ML
- #define HAVE_OPENCV_NONFREE
- #define HAVE_OPENCV_OBJDETECT
- #define HAVE_OPENCV_OCL
- #define HAVE_OPENCV_PHOTO
- #define HAVE_OPENCV_STITCHING
- #define HAVE_OPENCV_SUPERRES
- #define HAVE_OPENCV_TS
- #define HAVE_OPENCV_VIDEO
- #define HAVE_OPENCV_VIDEOSTAB
下面就是OpenCV的所有模块介绍,按照顺序来:
【calib3d】——(Camera Calibration and 3D Reconstruction)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】——(Contributed/Experimental Stuff) 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。
【core】——核心功能模块,包含如下内容:
- 基本结构
- 命令行解释器
- 基本的C语言的结构和操作
- 动态结构
- 数组操作
- 绘图功能
- XML / YAML的持久性
- XML / YAML的持久性(C API)
- 聚类
- 实用和系统函数和宏
- OpenGL的互操作性
- 英特尔®IPP异步的C / C + +转换器
【imgproc】——(Image Processing)。图像处理模块,这个模块包含了如下内容:
- 图像滤波
- 图像的几何变换
- 各种图像变换
- 直方图
- 结构分析和形状描述符
- 运动分析和目标跟踪
- 特征检测
- 目标检测
【features2d】 ——二维特征,包含如下内容:
- 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
- 关键点匹配功能绘制函数
- 对象分类
【flann】—— Fast Library for Approximate Nearest Neighbors,聚类分析和多维空间搜索,包含两个部分:
- 快速近似最近邻搜索
- 聚类
【gpu】——运用GPU加速的计算机视觉模块
【highgui】——(High-level GUI )高层GUI图形用户界面,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
- 用户界面
- 读写图像视频
- Qt的新功能
【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
【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
【nonfree】——也就是一些具有专利的算法模块 ,包含特征检测和描述相关的内容。从名字可知,应该是不能用于商业上的。
【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
- 景区简介
- 全局运动估计
- 快速行进法
- OpenCV其实就是这么多模块组合起来的一个SDK而已。
有一些模块你可能几乎不会用到它,初始阶段常用的是:
cv.hpp、core.hpp、highgui.hpp、imgproc.hpp、opencv.hpp