1 / 54

OpenCV alapok

OpenCV alapok. Vámossy Zoltán 2004. Technikai elemek. Software feltételek OpenCV felépítés Adatok Hibakezelés I/O könyvtárak (HighGUI, CvCAM) OpenCV minta programok. Segédletek. Manuál pdf formátumban Help html formátumban

chenoa
Download Presentation

OpenCV alapok

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. OpenCV alapok Vámossy Zoltán 2004

  2. Technikai elemek • Software feltételek • OpenCV felépítés • Adatok • Hibakezelés • I/O könyvtárak (HighGUI, CvCAM) • OpenCV minta programok

  3. Segédletek • Manuál pdf formátumban • Help html formátumban • OpenCV archívum és mintaprogramok: http://groups.yahoo.com/group/OpenCV • Hibakezelés • I/O könyvtárak (HighGUI, CvCAM) • OpenCV mintaprogramok

  4. Software feltételek • Win32 platforms: • Win9x/WinNT/Win2000/WinXP/… • C++ Compiler • Visual C++ lehetőleg • DirectX 9.x SDK directshow szűrők esetén • IPL 2.2+ hatékonyabb működés (IPL 2.5, IPP) • Linux/*NIX

  5. OpenCV felépítése OpenCV Open source Open source DShow filters, Demo apps, Scripting Environment Intel Image Processing Library OpenCV(C++ classes, High-level C functions) Switcher Low level C-functions Open source Open source IPP (Optimized low level functions)

  6. OpenCV adatok • Image (IplImage); • Mátrix (CvMat); • Hisztogram (CvHistogram); • Tetszőleges tömb (CvArr) • Fgv. paraméter, futási időben dől el a tömb header első 4 bájtjából, hogy milyen típus valójában • Dinamikus struktúrák (CvSeq, CvSet, CvGraph); • Nyomatékok (CvMoments); • Segéd adattípusok (CvPoint, CvSize, CvTermCriteria, IplConvKernel és mások). Több dimenzióstömb

  7. Hibakezelés • Nincs visszatérő hibakód • Globális hibastruktúra van, amelyet speciális függvényekkel lehet beállítani és ellenőrizni • Alapértelmezésként egy hibaüzenet jelenik meg, ha hiba lépett fel

  8. Portable GUI library (HighGUI) • Képek írása/olvasása (BMP, JPEG, TIFF, PxM, Sun Raster) • Ablakok készítése és azokban képek megjelenítése. HighGUI ablakok emlékeznek a tartalmukra: nem kell nekünk újrarajzolnunk • Egyszerű interaktivitás: trackbar, billentyűzet és egér input kezelése

  9. Portable Video Capture Library (CvCAM) • Videóképek vételezése és visszajátszása Linux és Windows alatt • A kamera, vagy AVI képek feldolgozásához függvényt biztosít • Sztereo képfeldolgozási lehetőséget biztosít 2 USB kamerához

  10. IplImage struktúra

  11. IplImage struktúra typedef struct _IplImage { int nSize; /* sizeof(IplImage) */ int ID; /* version (=0)*/ int nChannels; /* Most of OpenCV functions support 1,2,3 or 4 channels */ int alphaChannel; /* ignored by OpenCV */ int depth; /* pixel depth in bits: IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16S, IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F are supported */ char colorModel[4]; /* ignored by OpenCV */ char channelSeq[4]; /* ditto */ int dataOrder; /* 0 - interleaved color channels, 1 - separate color channels. cvCreateImage can only create interleaved images */ int origin; /* 0 - top-left origin, 1 - bottom-left origin (Windows bitmaps style) */ int align; /* Alignment of image rows (4 or 8). OpenCV ignores it and uses widthStep instead */ int width; /* image width in pixels */ int height; /* image height in pixels */ struct _IplROI *roi;/* image ROI. when it is not NULL, this specifies image region to process */ struct _IplImage *maskROI; /* must be NULL in OpenCV */ void *imageId; /* ditto */ struct _IplTileInfo *tileInfo; /* ditto */ int imageSize; /* image data size in bytes (=image->height*image->widthStep in case of interleaved data)*/ char *imageData; /* pointer to aligned image data */ int widthStep; /* size of aligned image row in bytes */ int BorderMode[4]; /* border completion mode, ignored by OpenCV */ int BorderConst[4]; /* ditto */ char *imageDataOrigin; /* pointer to a very origin of image data (not necessarily aligned) - it is needed for correct image deallocation */ } IplImage;

  12. OpenCV függvények használata • CvSize Size = cvSize(640, 480); • IplImage *Image1 = cvCreateImage( Size, Depth, Channels); • cvFill(Image1, 0.0); • ... • IplImage *Image2 = cvLoadImage(InFileName, -1); • ... • float mean = cvMean(Image2, NULL); • CvScalar MyScalar = cvScalar(mean); • cvSubS(Image2, MyScalar, Image1); • ... • cvSaveImage(OutFileName, Image1);

  13. cvCreateImage IplImage* cvCreateImage( CvSize size, int depth, int channels ); size - Image szélesség és magasság depth - Bitmélység. Alábbiak egyike: IPL_DEPTH_8U - unsigned 8-bit integers IPL_DEPTH_8S - signed 8-bit integers IPL_DEPTH_16S - signed 16-bit integers IPL_DEPTH_32S - signed 32-bit integers IPL_DEPTH_32F - single precision floating-point numbers IPL_DEPTH_64F - double precision floating-point numbers channels – Pixelenkénti csatornák száma: 1, 2, 3 vagy 4. Színes kép formátuma:b0 g0 r0 b1 g1 r1 ... A cvCreateImage létrehozza a header struktúrát és allokál adatot: header = cvCreateImageHeader(size,depth,channels); cvCreateData(header);

  14. cvReleaseImage Felszabadítja a headertés a kép-adatot void cvReleaseImage( IplImage** image ); image – Dupla pointer a megszüntetendő kép headerjére. A cvReleaseImagea következőt hajtja végre: if( *image ) { cvReleaseData( *image ); cvReleaseImageHeader( image ); }

  15. cvCloneImage A képről másolatot készít IplImage* cvCloneImage( const IplImage* image ); image – Eredeti kép A cvCloneImage a képről teljes másolatot készít, beleértve a header-t, a ROI-tés az adatokat

  16. cvSetImageCOI Beállítja valamelyik csatornát void cvSetImageCOI( IplImage* image, int coi ); image – Kép header coi – A csatorna A cvSetImageCOI beállítja a paraméterként megadott csatornát. 0 esetén minden csatorna kiválasztott, 1 esetében az első csatorna kiválasztott, stb.Ha ROI NULL és coi != 0, akkor ROI allokálásra kerül. Sok OpenCV függvény nem veszi figyelembe ezt a beállítást. Ha külön csatornákat akarunk feldolgozni, akkor másoljuk a csatornát (cvCopy vagy cvCvtPixToPlane) külön képbe, ott dolgozzuk fel, majd másoljuk vissza az eredményt (cvCopy vagy cvCvtPlaneToPix).

  17. cvGetImageCOI A kiválasztott csatorna számát adja int cvGetImageCOI( const IplImage* image ); image - Image header A cvGetImageCOI ha 0-val tér vissza, akkor minden csatorna kiválasztott.

  18. cvSetImageROI Beállítja a ROI-t (Region Of Interest)az adott téglalapra void cvSetImageROI( IplImage* image, CvRect rect ); image - Image header rect - ROI téglalap A cvSetImageROI beállítja a kép ROI-t az adott téglalapra. Ha ROI NULL és a rect paraméter nem egyenlő az egész képpel, akkor allokálódik ROI. Szemben a COI-val, a legtöbb OpenCV függvény valóban használja a ROI-tés mint elkülönített képet kezeli (A ROI sarkától számolja pl. a koordinátákat.)

  19. cvResetImageROI Felszabadítja a kép ROI-t void cvResetImageROI( IplImage* image, CvRect rect ); image - Image header rect - ROI téglalap A cvResetImageROI hívása után a teljes kép a kiválasztott Hasonlót eredményez: cvSetImageROI( image, cvRect( 0, 0, image->width, image->height )); cvSetImageCOI( image, 0 ); De ez utóbbi nem szabadítja fel az image->roi - t.

  20. cvGetImageROI Visszatér a ROI koordinátáival CvRect cvGetImageROI( const IplImage* image ); image - Image header. A cvGetImageROI visszatér a cvRect(0,0,image->width,image->height) téglalappal, ha nincs ROI.

  21. Pixel elérés (Get Pixel) • 0 bázisú koordináták kép origótól: img->origin=IPL_ORIGIN_TL vagy img->origin=IPL_ORIGIN_BL • // pixel (X, Y) szürke kép unsigned char P; P =((uchar*)(Im->imageData + Im- >widthStep*Y))[X]; • // pixel (X, Y) színes kép unsigned char B, G, R; B=((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X*3 ]; G=((uchar*)(Im->imageData + Im-widthStep*Y))[X*3+1]; R=((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X*3+2];

  22. Pixel elérés (Set Pixel) • // pixel (X, Y) gray Image unsigned char P; … ((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X] = P; • // pixel (X, Y) color Image unsigned char B, G, R; … ((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X*3 ] = B; ((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X*3 + 1] = G; ((uchar*)(Im->imageData + Im->widthStep*Y))[X*3 + 2] = R;

  23. Pixel elérés (példa) • A (100,100) pont intenzitásának növelése 30-cal: CvPoint pt = {100,100}; ((uchar*)(img->imageData + img->widthStep*pt.y))[pt.x*3] += 30; ((uchar*)(img->imageData + img->widthStep*pt.y))[pt.x*3+1] += 30; ((uchar*)(img->imageData + img->widthStep*pt.y))[pt.x*3+2] += 30;

  24. Pixel elérés (példa) • Előző hatékonyabban: CvPoint pt = {100,100}; uchar* temp_ptr = &((uchar*)(img->imageData + img->widthStep*pt.y))[x*3]; temp_ptr[0] += 30; temp_ptr[1] += 30; temp_ptr[2] += 30;

  25. Pixel elérés • 32-bit floating point, 1-channel image I (IplImage* img): I(x,y) ~ ((float*)(img->imageData + img->widthStep*y))[x]

  26. HighGUI használat Képkezelés függvényei

  27. cvLoadImage Betölt fájlból egy képet IplImage* cvLoadImage( const char* filename, int iscolor CV_DEFAULT(1)); filename – Betöltendő fájl iscolor Ha >0, a betöltött kép 3 csatornás lesz; Ha 0, a betöltött kép 1 csatornás lesz; Ha <0, a betöltött kép csatornái megmaradnak eredetinek. A cvLoadImage betöltés után a képre mutató pointert ad vissza. Lehetséges formátumok: Windows bitmaps - BMP, DIB; JPEG files - JPEG, JPG, JPE; Portable Network Graphics - PNG; Portable image format - PBM, PGM, PPM; Sun rasters - SR, RAS; TIFF files - TIFF, TIF. Ha a "filename" nem tartalmaz elérési utat, akkor az aktuális könyvtárban, vagy a cvAddSearchPath által meghatározott könyvtárban keres.

  28. cvSaveImage Kép fájlba mentése int cvSaveImage( const char* filename, const CvArr* image ); filename - fájlnév image - Kép

  29. cvConvertImage Képet konvertál és ha kell tükröz void cvConvertImage( const CvArr* src, CvArr* dst, int flip CV_DEFAULT(0)); src - Forrás dst - Cél flip 1 – függőleges tükrözés, 0 - nincs. A cvConvertImage ugyanazt a konverziót hajtja végre – esetleges tükrözésen kívül, mint a cvCvtColor,de automatikusan figyelembe veszi a formátumokat.

  30. HighGUI használat Ablak függvények

  31. cvNamedWindow Ablak létrehozása int cvNamedWindow( const char* name, unsigned long flags); name – Ablak neve, amely azonosít és megjelenik. flags – Ablak tulajdonságok. A CV_WINDOW_AUTOSIZE használatával az automatikus méretezés beállítható, egyébként 0. A cvNamedWindow létrehoz egy ablakot, amiben a kép és trackbar megjelenhet, a nevével tudunk rá hivatkozni.

  32. cvDestroyWindow Ablak megszüntetése void cvDestroyWindow( const char* name ); name – Ablak neve.

  33. cvResizeWindow Ablak méreteket állít void cvResizeWindow( const char* name, int width, int height); name – Méretezendő ablak. width – Új szélesség height – Új magasság

  34. cvGetWindowHandle Az adott nevű ablaknak a window handle-jét adja vissza. void* cvGetWindowHandle( const char* name ); name - ablaknév A cvGetWindowHandle visszatér a window handle-lel (HWND Win32 esetén és Widget, ha X Window).

  35. cvGetWindowName Handle alapján nevet szolgáltat const char* cvGetWindowName( void* window_handle ); window_handle – Handle.

  36. cvShowImage Kép megjelenítése ablakban. void cvShowImage( const char* name, const CvArr* image ); name – Ablak neve image – A megjelenítendő kép A cvShowImage megjeleníti a képet, ha CV_WINDOW_AUTOSIZE flag be volt állítva, akkor átméretezi az ablakot, egyébként skáláz.

  37. Kép betöltés és megjelenítés /* használat: prog <image_name> */ #include "cv.h" #include "highgui.h" int main( int argc, char** argv ) { IplImage* img; if( argc == 2 && (img = cvLoadImage( argv[1], 1)) != 0 ) { cvNamedWindow( "Image view", 1 ); cvShowImage( "Image view", img ); cvWaitKey(0); // fontos cvDestroyWindow( "Image view" ); cvReleaseImage( &img ); return 0; } return -1; }

  38. Visual Studio C++ beállítása

  39. OpenCV installálás • http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary • View all project Files – on tovább: • opencv-win: OpenCV 1.0.exe • Exe futtatása

  40. Környezeti változók beállítása • Start | Beállítások | Vezérlő pult | Rendszer | Speciális | Környezeti változók • Új változó: OPENCV érték: ahova installáltuk, pl: C:\Program Files\OpenCv • Path kiegészítése: C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 8\Vc\bin, valamint C:\Program Files\OpenCv\bin • Újraindítás

  41. Fejlesztés környezeten kívül • Start | Programok | Microsoft Visual Studio 2005 | Visual Studio Tools | Visual Studio 2005 Command Prompt • Javasolt külön könyvtárba helyezni minden feladatot • A programunkat írjuk meg a szövegszerkesztőben • Készítsünk make fájlt (pl. Xfeladat.vc) • nmake –f makefile (nmake –f Xfeladat.vc) • Futtatás • Az OpenCV-s dll-ek a path-ban legyenek, vagy az aktuális könyvtárban • Preferált módszer a jelenlegi fejlesztésekhez

  42. Make (példa VC) CXX = cl LINK = link OPENCV=c:\Program Files\OpenCV VS=C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 8\VC INC=/I LIB=/L CXXFLAGS0= LINK1= LINK2=/link "/libpath:$(OPENCV)\lib" cv.lib cvaux.lib highgui.lib cxcore.lib ml.lib cvcam.lib LIBS = "/libpath:$(VS)\lib" kernel32.lib OUT=/Fe PRFILE=elso CXXFLAGS = $(CXXFLAGS0) $(INC)"$(OPENCV)\cv\include" $(INC)"$(OPENCV)\otherlibs\highgui" $(INC)"$(OPENCV)\cvaux\include" $(INC)"$(OPENCV)\cxcore\include" all: $(PRFILE).exe clean: del $(PRFILE).exe *.tds $(PRFILE).obj *.o *.out $(PRFILE).exe: $(PRFILE).cpp $(PRFILE).vc $(CXX) $(CXXFLAGS) $(LINK1) $(OUT)$(PRFILE).exe $(PRFILE).cpp $(LINK2) $(LINK3) $(LIBS)

  43. Make (Borland) – más lib és obj!!! CXX=bcc32 INC=-I LIB=-L CXXFLAGS0= -w-par- LINK1=-L"..\..\lib" LINK2=cv.lib cvaux.lib highgui.lib OUT=-e CXXFLAGS = $(CXXFLAGS0) $(INC)"..\..\cv\include" $(INC)"..\..\otherlibs\highgui" $(INC)"..\..\cvaux\include" SFILE = elso all: $(SFILE).exe clean: del $(SFILE).exe *.tds $(SFILE).obj *.o *.out $(SFILE).exe: $(SFILE).cpp $(CXX) $(CXXFLAGS) $(LINK1) $(OUT)$(SFILE).exe $(SFILE).cpp $(LINK2)

  44. Példaprogram 1. #include "cv.h" // includes OpenCV definitions #include "highgui.h" // includes highGUI definitions #include <stdio.h>// includes C standard input/output definitions int main() { IplImage *cvImg; // image used for visualisation CvSize imgSize; // size of visualisation image int i = 0, j = 0; imgSize.width = 640; // visualisation image is imgSize.height = 480; // 640x480 pixels cvImg = cvCreateImage( imgSize, 8, 1 ); // creation of a 8 bits depth gray image // image is filled with gray values corresponding to the 256 modulus of their position in it for ( i = 0; i < imgSize.width; i++ ) for ( j = 0; j < imgSize.height; j++ ) ((uchar*)(cvImg->imageData + cvImg->widthStep*j))[i] = ( char ) ( ( i * j ) % 256 ); cvNamedWindow( "Testing OpenCV...", 1 ); // creation of a visualisation window cvShowImage( "Testing OpenCV...", cvImg ); // image visualisation cvWaitKey( 0 ); // wait for key cvDestroyWindow( "image" ); // close window cvReleaseImage( &cvImg ); // memory release before exit return( 0 ); }

  45. Make használat • Borland • make –f “makefile” • Visual Studio • nmake –f “makefile” • Futatáshoz a dll-ek elérhetőek legyenek!

  46. Példaprogram 2. #include "cv.h" #include "highgui.h" #include <stdio.h> char name0[] = "test2004.bmp"; char name1[] = "test2004.jpg"; int main() { IplImage* img0 = NULL; IplImage* img1 = NULL; img0 = cvLoadImage( name0, -1 ); img1 = cvLoadImage( name1, -1 ); cvNamedWindow( "image0", 1 ); cvNamedWindow( "image1", 1 ); cvShowImage( "image0", img0 ); cvShowImage( "image1", img1 ); cvWaitKey(0); cvReleaseImage( &img0 ); cvReleaseImage( &img1 ); return(0); }

  47. Példaprogram 3. int main() { IplImage* img0 = NULL; IplImage* img1 = NULL; IplImage* res = NULL; CvSize imgSize; img0 = cvLoadImage( name0, -1 ); img1 = cvLoadImage( name1, -1 ); imgSize.width = img0->width; imgSize.height = img0->height; res = cvCreateImage( imgSize, 8, 3 ); cvSub( img0, img1, res, 0 );// substract img0 from img1 and store the result in res cvConvertScale( res, res, 30, 0 ); // scale result cvNamedWindow( "image", 1 ); cvShowImage( "image", res ); cvWaitKey(0); cvReleaseImage( &img0 ); cvReleaseImage( &img1 ); cvReleaseImage( &res ); return(0); }

  48. Példaprogram 4. int main() { IplImage* img = NULL; IplImage* res = NULL; CvSize imgSize; img = cvLoadImage( name, -1 ); imgSize.width = img->width; imgSize.height = img->height; res = cvCreateImage( imgSize, img->depth, img->nChannels ); cvCvtColor( img, res, CV_RGB2HSV ); // color conversion RGB to HSV cvNamedWindow( "image", 1 ); cvShowImage( "image", res ); cvWaitKey(0); cvReleaseImage( &img ); cvReleaseImage( &res ); return(0); }

  49. Visual Studio 2005 beállítás • Néhány célszerű alapbeállítás a környezetben Tools | Options | Projects and Solutions | VC++ Directories | Show directories for: Include files: ELSŐ LEGYEN!: …\DXSDK\Samples\C++\DirectShow\Baseclasses $(OPENCV)\cv\include $(OPENCV)\cvaux\include $(OPENCV)\ml\include $(OPENCV)\cxcore\include és $(OPENCV)\otherlibs\highgui, (esetleg cvcam) valamint …\Intel\Iplsuite\include, ha az ipl-t telepítettük, vagy …\ipp\include

  50. Visual Studio .NET 2003 beállítás • Néhány célszerű alapbeállítás a környezetben Tools | Options | Projects | VC++ Directories | Show directories for: Library files: …\DXSDK\Samples\C++\DirectShow\Baseclasses\Debug – ha újrafordítjuk majd!!! $(OPENCV)\lib valamint …\Intel\Iplsuite\lib\msvc, ha az ipl-t telepítettük, vagy …\IPP\lib

More Related