在Ubuntu下安装OpenCV并使用

2022-11-07 19:34:55

目录

1 什么是Opencv

  • OpenCV 是一个基于 BSD 许可（开源）发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，可以运行在 Linux、Windows、Android 和 Mac OS 操作系统上。
  • 它轻量级而且高效——由一系列 C 函数和少量 C++类构成，同时提供了 Python、Ruby、MATLAB 等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。
  • 应用领域包括：
    人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、动作识别、运动跟踪、机器人、运动分析、机器视觉、结构分析、汽车安全驾驶

2 安装Opencv

2.1 下载Opencv

（1）下载Opencv 3.4.11 数据包

  • 直接在虚拟机中使用浏览器下载。

国内快速下载地址：https://www.bzblog.online/wordpress/index.php/2020/03/09/opencvdownload/

注：也可以官网下载https://opencv.org，但是下载超慢！

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（2）解压缩包

  • 在解压缩包之前，将 opencv-3.4.11.zip 复制到 home 文件夹（我用的汉化版本，中文为主目录）下
  • 在终端中键入命令：unzip opencv-3.4.11.zip，完成解压缩。

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（3）使用依赖库和cmake安装OpencV

  • 先进入解压后的文件夹：opencv–3.4.11
cd opencv-3.4.11

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  • 进入 root 权限，并更新一下。
sudo su
sudo apt-get update

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  • 接着再执行下条命令安装cmake
 sudo apt-get install cmake

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  • 接着再执行下条命令安装依赖库
sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg.dev libtiff5.dev libswscale-dev libjasper-dev

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  • 再执行下条命令创建 build 文件夹
mkdir build

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  • 然后执行下条命令进入我们创建的文件夹：build
cd build

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  • 使用下面第一条命令用cmake 编译参数，或者使用第二条命令默认参数，都是可以的
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
cmake ..

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（4）使用make创建编译

  • 在 build 文件夹下进行
sudo make

注：单线程编译：sudo make ，这会等待比较长的时间，如果你想更快编译完，可以使用命令：sudo make -j4 ，而 -j4 表示使用 4 个线程进行编译。

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完成编译：
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（5）执行下条命令进行安装

sudo make install

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显示到这里即安装完成。

2.2 Opencv的配置环境

  • 将opencv的库添加到路径，从而可以让系统找到
    键入下条命令来修改 opencv.conf 文件，打开后的文件是空的。
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf

接着在文件夹里添加 opencv 库的安装路径：/usr/local/lib，并点击保存后并关闭。（若无法保存请确定你的身份root，关闭后有警告信息可忽略）

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  • 回到命令行界面，执行下条命令使得刚才配置的路径生效，更新系统共享链接库
sudo ldconfig

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  • 配置 bash ，修改 bash.bashrc 文件
sudo gedit /etc/bash.bashrc

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在文件末尾加入：

PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH

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点击保存并退出（警告可忽略）
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  • 然后执行如下命令使得配置生效
source /etc/bash.bashrc

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  • 更新一下
sudo updatedb

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注：sudo updatedb 报错: command not found 时，需要先执行命令apt-get install mlocate下载 mlocate ，再执行sudo updatedb，其他问题可以百度查询。

  • 在此就已经完成配置，验证是否配置成功，接下来查看 opencv 的版本信息
pkg-config --modversion opencv

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到此可以确定 Opencv 安装成功！

3 Opencv对图片进行处理

3.1 代码文件创建

  • 首先在主目录里创建一个代码存放文件夹 code ，然后进入文件夹中
mkdir code
cd code

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  • 再创建一个test1.cpp文件
gedit test1.cpp

将下面的代码复制粘贴进去
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("luhan.jpg");
	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;
}

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3.2 编译文件

执行以下命令：

gcc test1.cpp -o test1 `pkg-config --cflags --libs opencv`

gcc编译器：gcc + 文件名 + -o + 输出文件流名称 +` 支持包

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发现编译出错了！这里需要用 C++ 编译器编译你的接口模块。 将 gcc 改为 g++ 后就正确了，可见有了可执行文件 test1

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3.3 图片效果

  • 在此 code 文件夹下保存一张图片，文件名为：luhan.jpg

注：文件名要与上面文件 test1.cpp 代码中的文件名一致！

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  • 执行命令输出结果
./test1

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可见 code 文件夹中由 luhan.jpg 生成了一个 test.png ，呈现的效果不同。

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4 Opencv对视频进行特效处理

4.1 播放视频

  • 创建一个 test2.cpp 文件
gedit test2.cpp

将下面的代码复制粘贴进去
test2.cpp:

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
	//从摄像头读取视频
	VideoCapture capture("luhanSuperChampion.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;
}

代码注解：
① 若语句：VideoCapture capture(0)，后面的参数设置为 0，则从摄像头读取视频并循环显示每一帧；若设置为一个视频的文件名，比如：luhanSuperChampion.mp4 ，则会将视频读取并循环显示每一帧。
所以想要打开你硬盘上一个视频文件来播放，便可以将代码第七行的视频文件名进行替换即可。
② while循环体中的 Mat 数据结构其实是一个点阵，对应图像上的每一个点，点的集合形成了一帧图像，有关 Mat详解请看：OpenCV中Mat数据结构。
③ 语句：waitKey(30) ，中的参数单位是 ms 毫秒，也就是每一帧间隔 30 ms，该语句时不能删除的，否则会执行错误，无法播放视频或录制视频。
④想要终止视频播放，可以参照下面 test3.cpp 中的第 45 行使用 ESC 键控制退出。

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  • 在此 code 文件夹下保存一段视频，文件名为：luhanSuperChampion.mp4 。

注：文件名要与上面文件 test2.cpp 代码中的文件名一致！

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  • 现在就可以编译 test2.cpp 文件了
g++ test2.cpp -o test2 `pkg-config --cflags --libs opencv`

注：这里同样用 g++

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  • 运行结果
./test2

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可见代码已经播放出了视频文件！

4.2 调用摄像头采集视频

4.2.1 虚拟机获取摄像头权限

  • 在 Windows 系统内使用快捷键 Win + R ，键入 services.msc ，并回车确定
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  • 找到 VMware USB Arbitration S… 服务，确保其正在启动即可

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  • 在虚拟机环境内，点击 “ 虚拟机 ” ，接着点击 “ 设置(S)… ” ；
    选择 “ USB控制器 ” ，将 “ USB兼容性 ” 设置为 “ USB 3.1 ” ，并点击“确定”

注：在设置USB兼容性时有些电脑可能是“USB 3.0”，这个也行！

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  • 选择 “ 虚拟机 ” ，再选择 “ 可移动设备 ” ，再选择 “ Quanta USB2.0 VGA UVC WebCam ” ，最后点击“ 连接 ” ，再弹出的窗口内点击 “ 确定 ”

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可见此时虚拟机右下角的摄像头图标有个小绿点，即连接成功！

4.2.2 录制视频

  • 创建一个 test3.cpp 文件
gedit test3.cpp

将下面的代码复制粘贴进去
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;
}

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  • 现在就可以编译 test3.cpp 文件了
g++ test3.cpp -o test3 `pkg-config --cflags --libs opencv`

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  • 运行结果
./test3

在 code 文件夹中生成了一个 .avi 文件，并且不断生成帧

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按下空格键开始录制、暂停录制，可以来回切换；
当按下 ESC 按键时，视频采集画面就会关闭，采集记录过程也就结束了。

5 总结

在 Ubuntu 下安装 Opencv 确实是非常漫长和曲折，不过遇到问题，大家别着急、别放弃，任何问题都是有解决方法的，尤其是可以上网查找资料。在 Opencv 的应用方面，还有很多跟深入、跟有趣的用途，大家也可以自己探索，希望这条博文对你有用哦。

6 参考资料

1、百度百科：opencv
2、【嵌入式】Windows10&Ubantu16.04&树莓派3B+安装opencv教程
3、Ubuntu18.04下OpenCV3.4.11的安装及使用示例
4、ubuntu16.04 命令sudo updatedb报错: command not found解决方案

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