初識OpenCV（基礎篇）
OpenCV其實就是一堆C和C++語言的原始碼檔案，這些原始碼檔案中實現了許多常用的計算機視覺演算法。例如C介面函式cvCanny()實現了Canny邊緣提取演算法。可以直接將這些原始碼新增到我們自己的軟體專案中，而不需要自己再去寫程式碼實現Canny演算法。
由於OpenCV中原始碼檔案巨多，根據演算法的功能，將這些原始檔分到多個模組中：core、imgproc、highgui等。將每個模組中的原始檔編譯成一個庫檔案（如opencv_core.lib、opencv_imgproc.lib、opencv_highgui.lib等），使用者在使用時，僅將所需的庫檔案新增到自己的專案中，與自己的原始檔一起連線成可執行程式則可。
OpenCV主體分為五個模組：
OpenCV的CV模組包含基本的影象處理函式和高階的計算機視覺演算法。
ML是機器學習庫，包含一些基於統計的分析和聚類工具。
HighGUI包含影象和視訊輸入/輸出的函式。
CXCore包含OpenCV的一些基本資料結構和相關函式。
CvAux模組，該模組一般存放一些即將被淘汰的演算法和函式（如嵌入式隱馬爾可夫模型的人臉識別演算法），同時還有一些新出現的實驗性的演算法（如背景和前景的分割）
C/C++語言中的main函式，經常帶有引數argc，argv，如下：
int main(int argc, char** argv)
或者
int main(int argc, char* argv[])
在上面程式碼中，argc表示命令列輸入引數的個數（以空白符分隔），argv中儲存了所有的命令列引數。
下面的程式演示argc和argv的使用：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char ** argv) {
int i;
for (i=0; i < argc; i++)
printf("Argument %d is %s.\n", i, argv[i]); return 0; }
openCV常見編譯錯誤：
找不到標頭檔案往往會提示如下錯誤：
hello.cpp(2): fatal error C1083: Cannot open include file: 'opencv2/opencv.hppp
找不到標頭檔案一般有兩個原因：一個是標頭檔案的檔名拼寫錯誤；或者未將標頭檔案所在路徑新增到開發環境中。
這個例子顯然是拼寫錯誤，但是更多的情況下都是第二種錯誤。
我們再來詳細的說說關於OpenCV
OpenCV採用BSD協議，這是一個非常寬鬆的協議。簡而言之，使用者可以修改OpenCV的原始碼，可以將OpenCV嵌入到自己的軟體中，可以將包含OpenCV的軟體銷售，可以用於商業產品，也可以用於科研領域。BSD協議並不具有“傳染性”，如果你的軟體中使用了OpenCV，你不需要公開程式碼。你可以對OpenCV做任何操作，協議對使用者的唯一約束是要在軟體的文件或者說明中註明使用了OpenCV，並附上OpenCV的協議。
openCV小例子（讀取影象）
#include <stdio.h>#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main(int argc, char** argv )
{
if ( argc != 2 )
{
printf("usage: DisplayImage.out <Image_Path>\n");
return -1;
}
Mat image;
image = imread( argv[1], 1 );
if ( !image.data )
{
printf("No image data \n");
return -1;
}
namedWindow("Display Image", WINDOW_AUTOSIZE );
imshow("Display Image", image);
waitKey(0);
return 0;
}
OpenCV中讀影象檔案：
將影象檔案讀入記憶體，可以使用 imread()函式；將 Mat 物件以影象檔案格式
寫入記憶體，可以使用 imwrite()函式。
imread()函式返回的是 Mat 物件，如果讀取檔案失敗，則會返回一個空矩陣，
即 Mat::data 的值是 NULL。執行 imread()之後，需要檢查檔案是否成功讀入，你
可以使用 Mat::empty()函式進行檢查。imread()函式的宣告如下：
Mat imread(const string&filename, int flags=1 )
很明顯引數 filename 是被讀取或者儲存的影象檔名；在 imread()函式中，
flag 引數值有三種情況：
flag>0，該函式返回 3通道影象，如果磁碟上的影象檔案是單通道的灰
度影象，則會被強制轉為 3通道；
flag=0，該函式返回單通道影象，如果磁碟的影象檔案是多通道影象，則
會被強制轉為單通道；
flag<0，則函式不對影象進行通道轉換。
imread()函式支援多種檔案格式，且該函式是根據影象檔案的內容來確定文
件格式，而不是根據檔案的副檔名來確定。所只是的檔案格式如下：
Windows 點陣圖檔案 - BMP,DIB；
JPEG 檔案 - JPEG,JPG, JPE；
行動式網路圖片 - PNG；
行動式影象格式 - PBM，PGM，PPM；
Sun rasters - SR，RAS；
TIFF 檔案 - TIFF，TIF;
OpenEXR HDR 圖片 - EXR;
JPEG 2000 圖片- jp2。
你所安裝的 OpenCV 並不一定能支援上述所有格式，檔案格式的支援需要特
定的庫，只有在編譯 OpenCV添加了相應的檔案格式庫，才可支援其格式。
OpenCV中寫影象檔案：
將影象寫入檔案，可使用 imwrite()函式，該函式的宣告如下：
bool imwrite(const string&filename, InputArray image,
const vector<int>¶ms=vector<int>())
檔案的格式由 filename引數指定的副檔名確定。推薦使用 PNG檔案格
式。BMP 格式是無損格式，但是一般不進行壓縮，檔案尺寸非常大；JPEG 格式
的檔案嬌小，但是 JPEG 是有失真壓縮，會丟失一些資訊。PNG是無失真壓縮格式，
推薦使用。
imwrite()函式的第三個引數 params可以指定檔案格式的一些細節資訊。這
個引數裡面的數值是跟檔案格式相關的：
JPEG：表示影象的質量，取值範圍從 0 到 100。數值越大表示影象質量
越高，當然檔案也越大。預設值是 95。
PNG：表示壓縮級別，取值範圍是從 0 到 9。數值越大表示檔案越小，
但是壓縮花費的時間也越長。預設值是 3。
PPM，PGM 或 PBM：表示檔案是以二進位制還是純文字方式儲存，取值為
0 或 1。如果取值為 1，則表示以二進位制方式儲存。預設值是 1。
另外需要注意的是，在儲存檔案時，如果檔案已經存在，imwrite()函式不會
進行提醒，將直接覆蓋掉以前的檔案。
並不是所有的 Mat 物件都可以存為影象檔案，目前支援的格式只有 8U 型別
的單通道和 3 通道（顏色順序為 BGR）矩陣；如果需要要儲存 16U 格式影象，只
能使用 PNG、JPEG 2000 和 TIFF 格式。如果希望將其他格式的矩陣儲存為影象文
件，可以先用 Mat::convertTo()函式或者 cvtColor()函式將矩陣轉為可以儲存的格
式。
下面例程展示瞭如何讀入一副影象，然後對影象進行 Canny 邊緣操作，最後
將結果儲存到影象檔案中。
#include <iostream>
#include"opencv2/opencv.hpp"
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char*argv[])
{
//讀入影象，並將之轉為單通道影象
Mat im =imread("lena.jpg", 0);
//請一定檢查是否成功讀圖
if( im.empty() )
{
cout << "Can notload image." << endl;
return -1;
}
//進行 Canny 操作，並將結果存於 result
Mat result;
Canny(im, result, 50, 150);
//儲存結果
imwrite("lena-canny.png",result);
return 0;
}
將 lena.jpg 檔案放在當前目錄，執行該例程後，lena-canny.png 將會出現在當
前目錄
下面我們介紹OpenCV讀寫視訊：
介紹 OpenCV 讀寫視訊之前，先介紹一下編解碼器（codec）。
視訊的格式主要由壓縮演算法決定。壓縮演算法稱之為編碼器（coder），解壓算
法稱之為解碼器（decoder），編解碼演算法可以統稱為編解碼器（codec）。視訊文
件能讀或者寫，關鍵看是否有相應的編解碼器。
OpenCV 2 中提供了兩個類來實現視訊的讀寫。讀視訊的類是 VideoCapture，
寫視訊的類是 VideoWriter。
OpenCV讀視訊：
VideoCapture 既可以從視訊檔案讀取影象，也可以從攝像頭讀取影象。可以
使用該類的建構函式開啟視訊檔案或者攝像頭。如果 VideoCapture 物件已經創
建，也可以使用 VideoCapture::open()開啟，VideoCapture::open()函式會自動呼叫
VideoCapture::release()函式，先釋放已經開啟的視訊，然後再開啟新視訊。
如果要讀一幀，可以使用 VideoCapture::read()函式。VideoCapture類過載了>>
操作符，實現了讀視訊幀的功能。下面的例程演示了使用 VideoCapture 類讀視
頻。
#include <iostream>
#include"opencv2/opencv.hpp"
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char**argv)
{
//開啟第一個攝像頭
//VideoCapture cap(0);
//開啟視訊檔案
VideoCapturecap("video.short.raw.avi");
//檢查是否成功開啟
if(!cap.isOpened())
{
cerr << "Can notopen a camera or file." << endl;
return -1;
}
Mat edges;
//建立視窗
namedWindow("edges",1);
for(;;)
{
Mat frame;
//從 cap 中讀一幀，存到 frame
cap >> frame;
//如果未讀到影象
if(frame.empty())
break;
//將讀到的影象轉為灰度圖
cvtColor(frame, edges,CV_BGR2GRAY);
//進行邊緣提取操作
Canny(edges, edges, 0, 30, 3);
//顯示結果
imshow("edges",edges);
//等待 30 秒，如果按鍵則推出迴圈
if(waitKey(30) >= 0)
break;
}
//退出時會自動釋放 cap 中佔用資源
return 0;
}
OpenCV寫視訊：
使用 OpenCV 建立視訊也非常簡單，與讀視訊不同的是，你需要在建立視訊
時設定一系列引數，包括：檔名，編解碼器，幀率，寬度和高度等。編解碼器
使用四個字元表示，可以是CV_FOURCC('M','J','P','G')、CV_FOURCC('X','V','I','D')及
CV_FOURCC('D','I','V','X')等。如果使用某種編解碼器無法建立視訊檔案，請嘗試其
他的編解碼器。
將影象寫入視訊可以使用 VideoWriter::write()函式，VideoWriter類中也過載
了<<操作符，使用起來非常方便。另外需要注意：待寫入的影象尺寸必須與建立
視訊時指定的尺寸一致。
下面例程演示瞭如何寫視訊檔案。本例程將生成一個視訊檔案，視訊的第 0
幀上是一個紅色的“0”，第 1 幀上是個紅色的“1”，以此類推，共 100 幀。
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include"opencv2/opencv.hpp"
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char**argv)
{
//定義視訊的寬度和高度
Size s(320, 240);
//建立 writer，並指定 FOURCC 及 FPS 等引數
VideoWriter writer = VideoWriter("myvideo.avi",
CV_FOURCC('M','J','P','G'),25, s);
//檢查是否成功建立
if(!writer.isOpened())
{
cerr << "Can notcreate video file.\n" << endl;
return -1;
}
//視訊幀
Mat frame(s, CV_8UC3);
for(int i = 0; i < 100; i++)
{
//將影象置為黑色
frame = Scalar::all(0);
//將整數 i 轉為 i 字串型別
char text[128];
snprintf(text, sizeof(text),"%d", i);
//將數字繪到畫面上
putText(frame, text, Point(s.width/3, s.height/3),
FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX,3,
Scalar(0,0,255), 3, 8);
//將影象寫入視訊
writer << frame;
}
//退出程式時會自動關閉視訊檔案
return 0;
}
Opencv支援的功能描述
影象資料操作（記憶體分配與釋放，影象複製、設定和轉換）
影象/視訊的輸入輸出（支援檔案或攝像頭的輸入，影象/視訊檔案的輸出）
矩陣/向量資料操作及線性代數運算（矩陣乘積、矩陣方程求解、特徵值、奇異值分解） 支援多種動態資料結構（連結串列、佇列、資料集、樹、圖）
基本影象處理（去噪、邊緣檢測、角點檢測、取樣與插值、色彩變換、形態學處理、直方圖、影象金字塔結構）
結構分析（連通域/分支、輪廓處理、距離轉換、影象矩、模板匹配、霍夫變換、多項式逼近、曲線擬合、橢圓擬合、狄勞尼三角化）
攝像頭定標（尋找和跟蹤定標模式、引數定標、基本矩陣估計、單應矩陣估計、立體視覺匹配）
運動分析（光流、動作分割、目標跟蹤）
目標識別（特徵方法、HMM模型）
基本的GUI（顯示影象/視訊、鍵盤/滑鼠操作、滑動條） 影象標註（直線、曲線、多邊形、文字標註）
OK，哈哈。最後我們來看看那個
萊娜·瑟德貝里
萊娜·瑟德貝里（瑞典文：Lena Soderberg），1951年3月31日出生於瑞典，在1972年11月期的《花花公子》雜誌中，她化名為萊娜·舍布洛姆，成為了當期的玩伴女郎。她的中間摺頁照片由Dwight Hooker拍攝。她的照片（即萊娜圖）後來被數字影象處理領域所廣泛使用。1997年，在影象科學和技術協會（英語：Society for Imaging Science and Technology）的第50屆會議上，她被邀為貴賓出席。在會議上，她忙於簽名、拍照以及介紹自我。
關於Lena Soderberg (ne Sjooblom)的報道說她居住在她的本國瑞典，有著幸福的婚姻並是三個孩子的媽媽，在liquor monopoly州有一份工作。1988年，她被某個瑞典計算機相關雜誌採訪，因為她的照片而發生的一切令她很高興。這是她第一次得知她的照片在計算機領域被使用。
為何要使用Lenna影象？ David C. Munson. 在“A Note on Lena” 中給出了兩條理由：首先，Lenna影象包含了各種細節、平滑區域、陰影和紋理，這些對測試各種影象處理演算法很有用。它是一副很好的測試影象！
第二，Lena影象裡是一個很迷人的女子。所以不必奇怪影象處理領域裡的人（大部分為男性）被一副迷人的影象吸引。
我知道你一定特別想要看原圖，那麼請看！！！
參考資料：《OpenCV入門教程》 作者：於仕琪，博士，助理研究員，深圳大學副教授，OpenCV中文站站長。