OpenCV图像处理与分析函数手册详解

"OpenCV函数手册" OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源的计算机视觉库，包含了大量的图像和视频处理函数。本手册详细介绍了OpenCV 4.0 Beta版中的各种函数，涵盖图像处理、结构分析、运动分析与对象跟踪、模式识别以及照相机定标与三维重建等多个领域。 在图像处理方面，OpenCV提供了多种功能，包括但不限于： 1. **梯度、边缘和角点**：通过Sobel算子计算图像的梯度，用于检测边缘和角点。`cvSobel()`函数用于执行这一任务，它可以计算一阶到三阶的差分，支持不同大小的内核，如1x3或3x3。 2. **采样差值和几何变换**：例如，可以使用函数进行图像缩放、旋转、平移等操作，实现图像的几何变换。 3. **形态学操作**：如腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等，用于去除噪声、填充空洞或分离紧密连接的物体。 4. **滤波和彩色变换**：提供各种滤波器，如高斯滤波、中值滤波，以及色彩空间转换，如BGR到灰度或HSV的转换。 5. **金字塔及其应用**：通过构建图像金字塔，实现多尺度分析，如图像放大、缩小和快速特征检测。 6. **连接组件**：识别并标记图像中的连通区域，便于后续处理。 7. **图像和轮廓矩**：计算图像或轮廓的矩，如中心矩、惯性矩，用于形状分析。 8. **特殊图像变换**：包括透视变换、仿射变换等，用于图像变形。 9. **直方图**：计算图像的灰度或颜色直方图，用于分析图像的亮度分布或色彩分布。 10. **匹配**：如特征匹配，用于图像间的相似性比较。 结构分析涉及： 1. **轮廓处理**：提取图像中的轮廓，并对其进行操作，如轮廓遍历、轮廓属性获取等。 2. **计算几何**：计算几何形状的特性，如面积、周长等。 3. **平面划分**：例如，通过霍夫变换检测直线或圆。 运动分析和对象跟踪： 1. **背景统计量的累积**：建立背景模型，用于运动目标检测。 2. **运动模板**：通过模板匹配来检测图像中的运动。 3. **对象跟踪**：跟踪帧间的目标，如卡尔曼滤波器、光流法等。 4. **光流**：计算像素级别的运动矢量，理解图像序列中的物体运动。 5. **预估器**：如使用EKF（扩展卡尔曼滤波器）进行状态预测和更新。 模式识别： 1. **目标检测**：使用Haar特征、LBP特征等方法进行目标检测，如面部检测、眼睛检测等。 照相机定标和三维重建： 1. **照相机定标**：确定照相机的内在参数和外在参数，用于纠正镜头畸变和获取真实世界坐标。 2. **姿态估计**：根据多个视图估计物体的3D位置和姿态。 3. **极线几何**：利用极线约束进行立体匹配和三维重建。 此外，手册还包括了完整的函数列表，方便开发者查找和使用特定的函数。每个函数都详细描述了其功能、参数及用法，是OpenCV开发的重要参考资料。