OpenCV图像处理

　　本书深入浅出地阐述和论证了图像处理理论、方法和技术，探讨了图像增强和校正、加速图像处理等新专题。在介绍OpenCV基础知识之后，讲述了图像处理的主干内容。全书共分为7章，全面系统地讲述了图像处理领域中的核心内容，包括：构建图像处理的工具、图像增强、图像校正、形态学运算、图像金字塔、几何变换、颜色空间、颜色变换、视频稳定性、图像拼接、图像合成、计算摄影学、加速图像处理等。为便于学习与实践，本书提供了示例算法的编码实现，并全面详尽地介绍了基于OpenCV进行图像处理编程的技术和方法。本书可作为图像处理方面的科技人员、研发人员以及在应用中以图像处理作为工具的实践工程师的参考书。同样，本书适合计算机、通信和自动化等相关专业的本科生、研究生以及图像处理和识别领域一线的广大工程技术人员阅读。

　　About the Author？作？者？简？介Gloria Bueno García，拥有英国考文垂大学机器视觉博士学位，曾在多个研究中心担任首席研究员，比如，法国国家科学研究中心/路易巴斯德大学（法国斯特拉斯堡）的UMR 7005研究所，吉尔伯特·吉尔克斯与戈登技术中心（英国），圣·塞瓦斯蒂安中欧技术研究院（西班牙）等。她拥有两项发明专利、一项软件注册权和100多篇期刊论文，主要研究方向为二维/三维多模态图像处理和人工智能。她是卡斯蒂利亚-拉曼恰大学VISILAB研究小组的负责人，与人合著了由Packt出版社出版的关于移动设备OpenCV编程的《OpenCV Essentials》一书。本书献给我的儿子们，由于工作繁忙使得我没有时间能够陪他们玩耍；本书也献给我的父母，感谢他们在我的生命中无条件的支持。同时感谢Gloria和Oscar。Oscar Deniz Suarez，研究方向主要集中在计算机视觉和模式识别方面，发表期刊和会议论文50多篇，荣获由AERFAI组织的关于计算机视觉和模式识别研究最佳博士工作亚军和由Innocentive公司组织的图像文件及重新格式化软件挑战奖，并进入2009年Cor Baayen大赛全国决赛获入围奖。他的研究成果由Existor、Gliif、Tapmedia、E-Twenty等前沿公司采用，并且已经被添加到OpenCV中。目前，他是卡斯蒂利亚-拉曼恰大学的副教授，并加入到VISILAB研究小组。他是IEEE的高级会员，并隶属于AAAI、SIANI、CEA-IFAC、AEPIA和AERFAI-IAPR。他是PLoS ONE期刊的学术编辑，卡内基-梅隆大学、伦敦帝国理工学院和莱卡生物系统公司的客座研究员，曾与人合作完成了两本有关OpenCV的书籍。José Luis Espinosa Aranda，拥有卡斯蒂利亚-拉曼恰大学计算机科学专业的博士学位。他的博士学位项目获得了2009年度西班牙Certamen Universitario Arquímedes de Introducción a la Investigación científica提名奖（入围奖）。研究方向包括计算机视觉、启发式算法和运筹学，目前在VISILAB研究小组担任副研究员和计算机视觉领域的开发人员。本书献给我的父母和兄弟们。Jesus Salido Tercero，拥有西班牙马德里工业大学电气工程学位和博士学位（1996）。之后，他在（美国匹兹堡）卡内基-梅隆大学机器人研究所做了两年的访问学者，从事协作多机器人系统研究。在回到西班牙卡斯蒂利亚-拉曼恰大学后，他将时间花在了机器人和工业信息学课程的教学上，同时也在进行视觉和智能系统的研究。在过去的三年里，他专心致力于开发移动设备上的视觉应用，并与人合著了一本关于移动设备OpenCV编程的书。本书献给我所亏欠的人：我的父母，Sagrario和Maria。Ismael Serrano Gracia，2012年在卡斯蒂利亚-拉曼恰大学获计算机科学专业学位。他的最终学位项目“人物检测”获得了最高分数，这项应用使用了具有OpenCV库的深度相机。他现在在卡斯蒂利亚-拉曼恰大学攻读博士学位，并获得了西班牙科学研究院的研究项目资助。他还是VISILAB研究小组的副研究员，并从事不同的计算机视觉领域研发工作。本书献给我的父母，他们给了我接受教育的机会并一直支持我。还要献给我的导师：Oscar Deniz博士，他是我的良师益友。最后，献给我的朋友和女朋友，在我完成本书的过程中他们给予我不少的帮助。Noelia Vállez Enano，从小就喜欢电脑，尽管那时她还不到十五岁。2009年，她完成了在卡斯蒂利亚-拉曼恰大学计算机科学专业的学习，并以优异的成绩毕业。她开始在VISILAB小组时从事乳腺X光检查CAD系统和电子健康记录。之后，她获得了物理和数学专业的硕士学位，并已报名开始攻读博士学位。她的工作涉及应用图像处理和模式识别方法，她还喜欢从事有关人工智能的其他一些领域的教学和研究工作。

目　　录

译者序

作者简介

审校者简介

前言

第1章　处理图像文件和视频文件  1

1.1　OpenCV介绍  1

1.2　下载和安装OpenCV  2

1.2.1　获取编译器和设置CMake  4

1.2.2　使用CMake配置OpenCV  4

1.2.3　库的编译和安装  7

1.3　OpenCV的结构  7

1.4　使用OpenCV创建用户项目  9

1.4.1　库的一般使用方法  9

1.4.2　开发新项目的工具  10

1.4.3　使用Qt生成器创建OpenCV C++程序  11

1.5　读取和写入图像文件  13

1.5.1　基本API概念  13

1.5.2　支持图像文件的格式  15

1.5.3　示例代码  16

1.6　读取和写入视频文件  20

1.7　用户交互工具  22

1.7.1　滑动条  24

1.7.2　鼠标交互  25

1.7.3　按钮  26

1.7.4　文本绘制与显示  27

1.8　小结  29

第2章　构建图像处理工具  30

2.1　基本数据类型  30

2.2　像素级访问  33

2.3　测量时间  34

2.4　图像的常用操作  34

2.5　算术运算  35

2.6　数据持久化  39

2.7　直方图  40

2.7.1　ColourImageEqualizeHist示例代码  42

2.7.2　ColourImageComparison示例代码  46

2.8　小结  50

第3章　校正和增强图像  51

3.1　图像滤波  51

3.1.1　平滑  52

3.1.2　锐化  55

3.1.3　图像金字塔  58

3.2　形态学运算  61

3.3　查找表  64

3.4　几何变换  66

3.4.1　仿射变换  67

3.4.2　透视变换  74

3.5　图像修复  78

3.6　去噪  82

3.7　小结  85

第4章　处理颜色  86

4.1　颜色空间  86

4.2　基于颜色空间的分割  105

4.2.1　HSV分割  106

4.2.2　YCrCb分割  107

4.3　颜色变换  109

4.4　小结  111

第5章　视频图像处理  112

5.1　视频稳定性  112

5.2　超分辨率  120

5.3　拼接  127

5.4　小结  140

第6章　计算摄影学  141

6.1　高动态范围成像  141

6.1.1　创建HDR图像  144

6.1.2　色调映射  147

6.1.3　对准  149

6.1.4　曝光合成  149

6.2　无缝合成  150

6.3　脱色  152

6.4　非真实感图像渲染  153

6.5　小结  156

第7章　加速图像处理  157

7.1　安装带OpenCL的OpenCV  159

7.1.1　安装带OpenCL的OpenCV的一种快速方法  163

7.1.2　检查GPU的使用情况  163

7.2　加速你自己的函数  164

7.2.1　检查你的OpenCL  164

7.2.2　第一个基于GPU的程序  166

7.2.3　实时处理  169

7.3　小结  173