一、opencv介绍

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02 简介

OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，是一个跨平台的计算机视觉库。OpenCV是由英特尔公司发起并参与开发，以BSD许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。OpenCV可用于开发实时的图像处理、计算机视觉以及模式识别程序。该程序库也可以使用英特尔公司的IPP进行加速处理。

03 支持语言与环境

-> OpenCV用C++语言编写，它的主要接口也是C++语言，但是依然保留了大量的C语言接口。该库也有大量的Python, Java and MATLAB/OCTAVE (版本2.5)的接口。这些语言的API接口函数可以透过在线文档取得。
-> OpenCV可以在Windows, Android,Linux和Mac OS等平台上运行。使用者可以在Github获得官方版本，或者从Git获得开发版本。OpenCV也是用CMake。

二、配置环境

笔者使用VMware虚拟机安装了Ubuntu20.04（LTS）桌面版，又百度找到一篇博客安装opencv3.4.14，但是过程并不顺利。很多次安装卸载，手动删除，犯了很多阅读不认真的错误。这里提醒一下大家，如果想要手动尝试，可以多找找靠谱的博客，千万不要很多篇博客一起使用，最后很有可能自己都不知道去哪里找问题。安装后查看版本信息

$ pkg-config --modversion opencv
3.4.14

三、图片示例

创建一个新的文件夹，输入示例代码 test1.cpp

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
	CvPoint center;
    double scale = -3; 

	IplImage* image = cvLoadImage("cxk.png");
	argc == 2? cvLoadImage(argv[1]) : 0;
	
	cvShowImage("Image", image);
	
	
	if (!image) return -1; 	center = cvPoint(image->width / 2, image->height / 2);
	for (int i = 0;i<image->height;i++)
		for (int j = 0;j<image->width;j++) {
			double dx = (double)(j - center.x) / center.x;
			double dy = (double)(i - center.y) / center.y;
			double weight = exp((dx*dx + dy*dy)*scale);
			uchar* ptr = &CV_IMAGE_ELEM(image, uchar, i, j * 3);
			ptr[0] = cvRound(ptr[0] * weight);
			ptr[1] = cvRound(ptr[1] * weight);
			ptr[2] = cvRound(ptr[2] * weight);
		}

	Mat src;Mat dst;
	src = cvarrToMat(image);
	cv::imwrite("test.png", src);

    cvNamedWindow("test",1);  	imshow("test", src);
	cvWaitKey();
	return 0;
}

直接将win系统文件夹下命名为cxk.png的文件拖到虚拟机的文件夹下即可
执行命令

g++ test1.cpp -o test1 `pkg-config --cflags --libs opencv`

-> pkg-config程序是干什么用的？简单的说就是向用户向程序提供相应库的路径、版本号等信息的程序。
可以看到效果，使人物突出，四周暗化。

四、视频示例

01 播放视频

准备代码 test2.cpp

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
	//从摄像头读取视频
	VideoCapture capture("cat.mp4");
	//循环显示每一帧
	while(1){
		Mat frame;//定义一个Mat变量，用于存储每一帧的图像
		capture >> frame;//读取当前帧
		if(frame.empty())//播放完毕，退出
			break;
		imshow("读取视频帧",frame);//显示当前帧
		waitKey(30);//掩饰30ms
	}
	system("pause");
	return 0;
}

编译 test2.cpp

g++ test2.cpp -o test2 `pkg-config --cflags --libs opencv`

可以看到正在播放我们准备好的视频文件

-> 其中 VideoCapture capture(“cat.mp4”); 中的“cat.mp4”代表我们播放的视频的文件名，如果我们要播放其他视频的话则可以在后面加上该视频的路径名，如果将其改成参数0，即 VideoCapture capture(0) 则会从我们的摄像头读取视频并播放，但是其前提是我们给了摄像头开启的权限。循环体中的Mat数据结构是一个点阵，对应图像上的每一个点，这些点在一起组成了一幅图像。详情请看： OpenCV中Mat数据结构 最后的延迟函数 waitKey(30)；延迟30ms 的意思是循环中每执行一次延时30ms，也就是每一帧之间有30ms的间隔，通俗的话来讲就是1秒钟之内我们能看到幅图。

02 录制视频

让虚拟机获得摄像头使用权限，win系统按住win+r调出运行，输入services.msc回车

找到 VMware USB Arbitration Service服务，确保其正在运行

打开我们的虚拟机，点击设置，找到USB控制器，将USB兼容性设置为USB3.1，然后点击确定
随后我们连接摄像头，点击虚拟机，选择可移动设备，Lite-On Intergrated Camera，连接（如果找不到，可以尝试重启win电脑或者重启Vmware虚拟机）

此时我们注意右下角，摄像头上有个小小的绿点，表示我们连接成功

准备示例文件 test3.cpp

/*********************************************************************
打开电脑摄像头，空格控制视频录制，ESC退出并保存视频RecordVideo.avi
*********************************************************************/
#include<iostream>
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	//打开电脑摄像头
	VideoCapture cap(0);
	if (!cap.isOpened())
	{
		cout << "error" << endl;
		waitKey(0);
		return 0;
	}

	//获得cap的分辨率
	int w = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH));
	int h = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
	Size videoSize(w, h);
	VideoWriter writer("RecordVideo.avi", CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G'), 25, videoSize);
	
	Mat frame;
	int key;//记录键盘按键
	char startOrStop = 1;//0  开始录制视频； 1 结束录制视频
	char flag = 0;//正在录制标志 0-不在录制； 1-正在录制

	while (1)
	{
		cap >> frame;
		key = waitKey(100);
		if (key == 32)//按下空格开始录制、暂停录制   可以来回切换
		{
			startOrStop = 1 - startOrStop;
			if (startOrStop == 0)
			{
				flag = 1;
			}
		}
		if (key == 27)//按下ESC退出整个程序，保存视频文件到磁盘
		{
			break;
		}

		if (startOrStop == 0 && flag==1)
		{
			writer << frame;
			cout << "recording" << endl;
		}
		else if (startOrStop == 1)
		{
			flag = 0;
			cout << "end recording" << endl;
			
		}
		imshow("picture", frame);
	}
	cap.release();
	writer.release();
	destroyAllWindows();
	return 0;
}

编译 test3.cpp 文件

g++ test3.cpp -o test3 `pkg-config --cflags --libs opencv`

运行生成的文件，可以通过电脑的摄像头录制视频（乐事一下）

示例代码会在while循环中一直运行，你如果试图用鼠标关闭图像显示窗口，会发现始终关不掉。需要用键盘Ctrl+C 强制中断程序，非常不友好。如何改进？
改进代码如下：

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
	VideoCapture capture(0);
	while(1)
	{
		Mat frame;
		capture >> frame;
		imshow("读取视频帧",frame);
		if(frme.empt()) break;
		waitKey(30);
	}
	system("pause");
	return 0;
}

五、总结

疫情在家上网课的几周要结束了，笔者明天要返回重庆上学。甚至有点点不想走，害大不了自学。以上文件均上传Gitee仓库

参考

1、Ubuntu16.04下OpenCV3.4.11的安装以及使用实例
2、Ubuntu18.04系统下，图像处理开源软件库 Opencv3.4.11的安装、编译及应用初步