OpenCV 3 最新模块一次看个够

Posted 2021-04-25 黑客与画家

本文原版是译作《OpenCV 2 计算机视觉编程手册》的附录，经过删减后在专栏中刊登。

OpenCV 3 就要正式发布了，但是很多读者还在用 OpenCV 2，甚至 OpenCV 1。你们一定想知道，是否有必要升级到 3，以及如何提前进行准备。

OpenCV 3 的改动在哪？

• C 风格的API很快将会消失，完全被C++的API替代，代码更加简洁、不易出错。读者如果想借助opencv最新的功能，记得清理代码中的C风格API。
  

• C++ API 将更加简洁。
  

• 所有的算法都将继承自 cv::Algorithm 接口。
  

• 大型的模块将拆分为小模块，模块将在后面继续讲解。
  

OpenCV 3 有这么多文件夹，从何入手？

3rdparty/，包含第三方的库，比如视频解码用的 ffmpeg，jpg、png、tiff等图片的开源解码库。

apps/，包含进行 haar 分类器训练的工具，opencv 进行人脸检测便是基于 haar 分类器。如果你想检测人脸以外的图片，千万不要错过这几个工具。

cmake/，包含生成工程项目时 cmake 的依赖文件，用于智能搜索第三方库，普通开发者不需要关心这个文件夹的内容。

data/，包含 opencv 库以及范例中用到的资源文件，haar 物体检测的分类器位于haarcascades子文件中。

doc/，包含生成文档所需的源文件以及辅助脚本。

include/，包含入口头文件。opencv 子文件夹中是 C 语言风格的API，也就是《Learning OpenCV （第一版）》中描述的API函数，官方将逐渐淘汰 C 风格函数，因此我不推荐大家使用该文件夹中的头文件。opencv2 子文件中只有一个 opencv.hpp 文件，这是 cv2 以及 cv3 推荐使用的头文件。

modules/，包含核心代码，opencv 真正的代码都在这个文件夹中。opencv 从2.0开始以模块的方式组织各种功能，近两年模块的数量增长得很快，后面我会依次介绍每个模块的作用。

platforms/，包含交叉编译所需的工具链以及额外的代码，交叉编译指的是在一个操作系统中编译供另一个系统使用的文件。

samples/，这是大家最喜欢的范例文件夹了，将在之后的文章中介绍。

我没有 N 卡，该看哪些模块？

androidcamera/，仅用于android平台，使得可以通过与其他平台相同的接口来控制android设备的相机。

core/，核心功能模块，定义了基本的数据结构，包括最重要的 Mat 类、XML 读写、opengl三维渲染等。

imgproc/，全称为 image processing，即图像处理。包括图像滤波、集合图像变换、直方图计算、形状描述子等。图像处理是计算机视觉的重要工具。

imgcodec/，负责各种格式的图片的读写，这个模块是从以前的 highgui 中剥离的。

highgui/，高级图形界面及与 QT 框架的整合。

video/，视频分析模块。包括背景提取、光流跟踪、卡尔曼滤波等，做视频监控的读者会经常使用这个模块。

videoio/，负责视频文件的读写，也包括摄像头、Kinect 等的输入。

calib3d/，相机标定以及三维重建。相机标定用于去除相机自身缺陷导致的画面形变，还原真实的场景，确保计算的准确性。三维重建通常用在双目视觉（立体视觉），即两个标定后的摄像头观察同一个场景，通过计算两幅画面中的相关性来估算像素的深度。

features2d/，包含 2D 特征值检测的框架。包含各种特征值检测器及描述子，例如 FAST、MSER、OBRB、BRISK等。各类特征值拥有统一的算法接口，因此在不影响程序逻辑的情况下可以进行替换。

objdetect/，物体检测模块。包括haar分类器、SVM检测器及文字检测。

ml/，全称为 Machine Learning，即机器学习。包括统计模型、K最近邻、支持向量机、决策树、神经网络等经典的机器学习算法。

flann/，用于在多维空间内聚类及搜索的近似算法，做图像检索的读者对它不会陌生。

photo/，计算摄影学。包括图像修补、去噪、HDR成像、非真实感渲染等。如果读者想实现Photoshop的高级功能，那么这个模块必不可少。

stitching/，图像拼接，可用于制作全景图。

nonfree/，受专利保护的算法。包含SIFT和SURF，从功能上来说这两个算法属于features2d模块的，但由于它们都是受专利保护的，想在项目中可能需要专利方的许可。

shape/，形状匹配算法模块。用于描述形状、比较形状。

softcascade/，另一种物体检测算法，Soft Cascade 分类器。包含检测模块和训练模块。

superres/，全称为 Super Resolution，用于增强图像的分辨率。

videostab/，全称为 Video Stabilization，用于解决相机移动时拍摄的视频不够稳定的问题。

viz/，三维可视化模块。可以认为这个模块实现了一个简单的三维可视化引擎，有各种UI控件和键盘、鼠标交互方式。底层实现基于 VTK 这个第三方库。

我爱 CUDA，买了一堆 Tesla 加速卡，该看哪些模块？

这些模块的名称都以 cuda 为开始，cuda 是显卡制造商 NVIDIA 推出的通用计算语言，在cv3中有大量的模块已经被移植到了 cuda 语言。让我们依次看一下：

cuda/，CUDA-加速的计算机视觉算法，包括数据结构 cuda::GpuMat、 基于cuda的相机标定及三维重建等。

cudaarithm/，CUDA-加速的矩阵运算模块。

cudabgsegm/，CUDA-加速的背景分割模块，通常用于视频监控。

cudacodec/，CUDA-加速的视频编码与解码。

cudafeatures2d/，CUDA-加速的特征检测与描述模块，与features2d/模块功能类似。

cudafilters/，CUDA-加速的图像滤波。

cudaimgproc/，CUDA-加速的图像处理算法，包含直方图计算、霍夫变换等。

cudaoptflow/，CUDA-加速的光流检测算法。

cudastereo/，CUDA-加速的立体视觉匹配算法。

cudawarping/，实现了 CUDA-加速的快速图像变换，包括透视变换、旋转、改变尺寸等。

cudaev/，实现 CUDA 版本的核心功能，类似 core/ 模块中的基础算法。

结语

希望本文能对读者了解下一代的 OpenCV 起到帮助，还有一些内容将在之后的文章中介绍，比如 samples 介绍，opencv_contrib 模块是什么等等。

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