基于OpenCV的机器视觉图像处理技术实现
OpenCV图像处理技术介绍
OpenCV图像处理技术介绍一、概述OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一款用于计算机视觉和机器视觉的开源跨平台库。
它被广泛应用于计算机视觉、图像处理、机器学习、人工智能等领域，是一种非常强大、开放的框架。
本文将重点介绍 OpenCV 图像处理技术，以帮助读者了解它的具体应用和实现过程。
二、图像的读取和展示要使用 OpenCV 进行图像处理，需要先加载图像。
OpenCV 支持多种图像格式，如 BMP、JPEG、PNG、GIF 等。
用OpenCV 加载图像的方法有两种：一种是cv::imread() 函数，另一种是 cv::VideoCapture 类。
cv::imread() 函数可以通过指定图像路径或网络 URL 加载本地或远程图像，读取后返回一个 cv::Mat 对象，然后可以使用cv::imshow() 函数将图像展示在屏幕上。
三、灰度化和二值化灰度化将一个彩色图像转换为黑白图像，使得图像的像素值只有一个亮度值，而没有颜色信息。
在 OpenCV 中，可以通过cv::cvtColor() 函数将一张彩色图像转换为灰度图像。
二值化是将灰度图像中的像素值转换为 0 或 255，即黑色或白色。
它主要用于将图像转换为二进制图像，方便进一步处理。
在OpenCV 中，可以使用 cv::threshold() 函数实现图像的二值化，可以设置操作的阈值、最大值和操作类型等参数。
四、图像滤波图像滤波是指对图像进行平滑或增强的处理方法。
在 OpenCV 中，可以使用 cv::GaussianBlur() 函数实现图像的高斯滤波，可以设置卷积核的大小和标准差等参数，以及边缘处理的方法。
此外，还可以使用 cv::medianBlur() 函数进行中值滤波，cv::bilateralFilter() 函数进行双边滤波，以及 cv::blur() 函数进行均值滤波等。
基于OpenCV的图像处理
Ｏ ｅ Ｃ 在 计算 机 视 觉 领 域 得 到 广 泛应 用 ， 其 突 出 的优 点 是 密 不 ｐｎＶ 与 可分 的 ：
●跨 平台 ， 可移 植性好 ， 无论 Ｗｉｄｗ 、ｉｕ ｎ ｏ ｓＬｎ ｘ还是 Ｍａ Ｓ都可 以 ｃＯ
运行 ； ●支 持 大 多数 Ｃ／ｃ ＋编 译 器 ， ： ６ Ｖ ．Ｅ ２０ 、 ＣＮ Ｔ ０５ ＋ 如 ＶＣ ． ＣＮ Ｔ ０ ８Ｖ ．Ｅ ２０ ０、
下 面就以人脸检测为例 ， 介绍 Ｏ ｅＣ ｐｎ Ｖ的应用。人脸检测属 于人脸 识５ （ａｅＲ ｃｇｉｏ ） Ｊ Ｆ ｃ ｅｏｎｔ ｎ第一步 ， Ｊ Ｉ ｉ 人脸大体可 以分为以下几种方法 ： 基于神 经 网络 的检测 ， 基于特征 的检测 ， 于颜色 的检测等 。基于神经 网络的 基 检测 ， 需要大量 的真假人脸 图像来训练神经 网络 ； 基于特征的方法是利 用人脸 的一 些特征 ， 比如眼睛 、 子等来检测 ； 鼻 基于颜 色的方法是通过 人 脸 的 颜 色 如 黄色 、 色 来 检 测 。 棕 Ｏ ｅＣ 中 已 经提 供 了训 练 好 的 Ｈａｒ 联 分 类 器 ，使 得 人 脸 检 测 ｐｎＶ ａ级 可 以很 方 便 的 实现 。Ｏ ｅ Ｃ 中 的 Ｈａｒ 征 的 级 联 表 中包 含 的是 ｂｏｔ ｐｎＶ ａ特 ｏｓ 分类器 。所谓 Ｈ ａ级联分类器是指 由若 干个 简单 ｂｏｔ 类器级联成 ｍ＂ ｏｓ分 的一个大的分类器 ， 被检测的 目标依次通过每一个分类器 ， 以通过所 可 有 分 类 器 的 即 可 判 定 为 人 脸 区 域 。Ｏｐｎ Ｖ 中的 人 脸 检 测 主要 分 为 四 ｅＣ 步， 其具体过程 如下所示 ：
图像预处理 ｒ — 加载分类器 ｒ 人脸检测 ｒ — 目 标标记
基于嵌入式系统的图像跟踪技术的设计与实现的开题报告
基于嵌入式系统的图像跟踪技术的设计与实现的开题报告一、选题的背景和意义随着计算机技术的快速发展和数字图像处理技术的不断成熟，图像跟踪技术逐渐被广泛应用于各个领域，如智能视频监控、自动驾驶、机器人视觉等。
图像跟踪技术的目的是在给定的图像序列中，找到感兴趣目标的位置，并跟随目标实现对其的实时跟踪。
目前，图像跟踪技术已经成为了机器视觉和计算机视觉领域中的热门研究课题。
本课题旨在基于嵌入式系统设计并实现一种高效的图像跟踪技术。
我们将基于ARM Cortex-M系列单片机和OpenCV等开源软件平台，采用目标检测和运动估计等算法，完成图像跟踪系统的设计和实现。
该系统将具有实时性强、性能卓越、可靠稳定等特点，在智能监控、自动驾驶及其他领域中有广泛的应用前景。
二、研究的内容和方案本研究主要内容为设计一种高效的嵌入式图像跟踪系统，方案如下：1. 系统硬件选型本系统将采用ARM Cortex-M系列单片机作为核心控制器，通过集成的DSP和片上存储器来提高计算效率和系统响应速度。
同时，还需要选用高像素、高速度的图像传感器和低功耗的图像处理器，以保证系统的实时性和能耗效率。
2. 图像信号采集与处理本系统将采用图像传感器采集输入图像，经过硬件预处理后输入后端算法进行处理。
首先需要进行图像预处理，如去噪、增强、滤波等操作，以提高图像质量和减少干扰。
随后将采用目标检测算法和运动估计算法，对目标区域进行提取和分析，并实时跟踪目标的位置和运动轨迹。
3. 系统算法设计与优化本系统将采用基于OpenCV等开源软件平台的目标检测和运动估计算法，并对算法进行优化和改进，以提高算法的准确性和计算效率。
具体而言，我们将采用Haar特征分类器、卡尔曼滤波器、神经网络等算法，来对目标进行检测、跟踪和预测。
4. 系统结构设计本系统将采用分布式结构，将前端图像预处理模块、中间算法处理模块和后端图像显示和控制模块分别实现，并通过串行或并行的方式进行通信和数据交换。
基于机器视觉技术的图像识别特征提取算法设计与实现
基于机器视觉技术的图像识别特征提取算法设计与实现随着数字化时代的到来和生产生活方式的转变，人们越来越需要机器视觉技术。
机器视觉技术能够为人类的实际生产生活带来巨大的改变，例如自动化生产、智能商业、智能医疗、智能交通、智能家居等。
在许多应用中，机器视觉技术的核心基础是图像识别，而特征提取算法是图像识别中最关键的步骤之一。
特征提取算法通过提取图像中具有表征性质的特征，实现对图像的辨识和识别。
在传统的图像识别算法中，我们常用手动设计特征来完成图像的特征提取。
手动设计特征是需要经过专业的图形处理、图像学等学科背景知识，并对现象进行详细分析后人工提取的一些具有代表性的特征。
虽然传统的方法能够提取出较为精准的特征，但是在不同场景和应用中，人类的视觉无法穷举所有的特征。
因此，人们希望能够使用机器视觉技术进行自动化的特征提取。
随着机器学习和深度学习的发展，机器视觉领域的这种需求也得到了解决，人们提出了很多基于机器学习和深度学习的图像识别特征提取算法。
其中，基于深度学习的卷积神经网络（CNN）是近年来最为流行和广泛应用的一种图像识别算法。
CNN能够通过多层卷积和池化操作，提取出图像中的各种特征，并通过全连接层进行分类。
除了CNN之外，还有很多其他的基于机器学习和深度学习的图像识别特征提取算法，例如基于哈希编码的局部特征描述子（LDB）、局部二值模式（LBP）、方向梯度直方图（HOG）等。
这些算法都有各自的优缺点，可以根据实际需要进行选择。
在具体的实现中，我们可以使用Python语言和各种深度学习框架进行图像识别特征提取算法的实现。
对于不同的算法，我们需要使用不同的框架和算法库。
例如，对于卷积神经网络算法，我们可以使用TensorFlow或者PyTorch进行实现；对于局部二值模式算法，在OpenCV中就已经集成了相应的函数库。
对于未来，机器视觉技术依然有广阔的发展前景。
无论是在工业生产还是智能生活领域，机器视觉技术都将变得越来越重要。
机器视觉及其应用实验报告
机器视觉及其应用实验报告机器视觉是一门利用计算机视觉技术进行图像处理和分析的学科。
通过机器视觉，计算机可以模拟人类感知视觉信息的过程，并基于此进行图像处理、目标检测、物体识别等应用。
本次实验的目标是研究机器视觉的基础概念及其应用，并通过Python编程实现一个实例。
本次实验基于Python语言和OpenCV库进行图像处理和分析。
首先，我们学习了机器视觉的基础概念，包括图像获取、图像处理和图像分析。
图像获取是指利用摄像头或其他设备获取图像数据。
图像处理是指对采集到的图像进行滤波、边缘检测、图像增强等操作，以便更好地识别和分析图像内容。
图像分析是指利用图像处理的结果进行目标检测、物体识别、运动跟踪等应用。
然后，在实验中我们使用Python编程语言和OpenCV库对图像数据进行处理和分析。
我们通过读取图像数据文件，加载图像数据，并利用OpenCV库的各种函数实现图像的滤波、边缘检测和图像增强等操作。
同时，我们还实现了简单的目标检测和运动跟踪算法。
具体来说，我们使用高斯滤波器对图像进行模糊处理，使用Sobel算子进行边缘检测，使用直方图均衡化方法进行图像增强，以及使用Haar级联检测器进行目标检测。
最后，我们通过实验结果验证了机器视觉的应用价值。
我们发现，通过图像处理和分析，计算机可以实现对图像的高效处理和分析，从而达到识别目标、检测运动等目的。
这些应用可以广泛应用于人脸识别、车牌识别、电子游戏等方面。
综上所述，本次实验研究了机器视觉的基础概念及其应用，并通过Python编程实现实例。
通过本次实验，我们对机器视觉有了更深入的了解，并通过实践掌握了图像处理和分析的相关技术。
《基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现》
《基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，工件识别与定位技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。
传统的人工识别与定位方式不仅效率低下，而且易受人为因素的影响。
因此，基于机器视觉的工件识别与定位系统应运而生，其通过计算机视觉技术实现对工件的快速、准确识别与定位，从而提高生产效率和质量。
本文将介绍一种基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括工业相机、光源、工控机等。
其中，工业相机负责捕捉工件图像，光源提供合适的照明条件，以保证图像质量，工控机则负责图像处理和算法运行。
硬件设备需具备高稳定性、高精度和高速度的特点，以满足生产线上的实时性要求。
2. 软件设计软件部分主要包括图像预处理、工件识别和工件定位三个模块。
图像预处理模块负责对原始图像进行去噪、增强等处理，以提高图像质量。
工件识别模块通过训练好的机器学习模型对预处理后的图像进行识别，提取出工件的特征信息。
工件定位模块则根据识别结果，确定工件在图像中的位置信息。
三、算法实现1. 图像预处理图像预处理是工件识别与定位的前提。
本系统采用去噪、二值化、边缘检测等算法对原始图像进行处理，以提高图像质量和特征提取的准确性。
其中，去噪算法用于消除图像中的噪声干扰，二值化算法将图像转化为黑白二值图像，便于后续的特征提取和识别。
2. 工件识别工件识别是本系统的核心部分。
本系统采用深度学习算法训练机器学习模型，实现对工件的快速、准确识别。
具体而言，我们使用卷积神经网络（CNN）对大量工件图像进行训练，提取出工件的特征信息，并建立特征库。
在识别过程中，系统将预处理后的图像与特征库中的特征信息进行比对，找出最匹配的工件类型。
3. 工件定位工件定位是在识别的基础上，确定工件在图像中的具体位置。
本系统采用模板匹配算法实现工件定位。
具体而言，我们首先在特征库中选取与待定位工件相似的模板图像，然后在预处理后的图像中搜索与模板图像相匹配的区域，从而确定工件的位置信息。
基于opencv的数字图像处理技术研究与实现
无线互联科技 Wireless Internet Technology
N o .2 2 N o v e m b e r，2 019
基于OpenCV的数字图像处理技术研究与实现
邹宏伟
（兰州石化职业技术学院，甘肃 兰州 730060）
摘 要：近年来，机器视觉图像处理技术得到了大力发展，如何提高数字图像处理的效率和性能是人们广泛关注的热点话题。 文章将利用OpenCV编译技术来加强数字图像处理效果，先建立OpenCV环境，进而完成OpenCV视频图像采集应用，利用已 截取的图像来完成边缘检测和角点提取与检测。 关键词：机器视觉；数字图像处理技术；OpenCV
本文利用OpenCV算法数据库对视频头拍摄的图像进 行采集，可使用相关抓取程序来予以实现。将程序语句输
入到新建C++Source file 中，重新连接摄像头，就能直接 得到视频图像[1]。本次实验所采集到的视频数字图像如图1 所示。
图1 视频采集数字图像 3 基于OpenCV的图像技术处理
文章所探讨的OpenCV图像技术处理主要是利用计算 机软件完成截图的图像变换、几何变换、滤波、边缘检测、 直方图以及数学形态学处理等内容，通过各种技术能够直接 对图像进行分析与理解，采集后完成底层处理，并形成较高 质量的图像以便后期的机器视觉应用。 3.1 从已获图像中截图
OpenCV图像处理算法完成的图像处理与仿真分析，已经在 实际工程中广泛应用。 1 基于OpenCV数据库的程序环境构建 1.1 安装OpenCV
O p e n C V图像处理算法 数 据库的安装 过 程 要关注 对 环境变量的设置，选中“Add＼OpenCV＼bin to the system PATH”选项后，可完成对环境变量PATH的载入。假定已 安装好的OpenCV 路径为C：＼Program Files＼OpenCV。 进入VC++环境，依次在菜单中点选Tools— Options— Di rector ies，确认lib路径为Libra r y f iles，要包含所有 OpenCV库文件路径。 1.2 程序框架的规范构建
Java中的机器人视觉利用OpenCV和深度学习进行像处理
Java中的机器人视觉利用OpenCV和深度学习进行像处理Java中的机器人视觉利用OpenCV和深度学习进行图像处理机器人视觉是人工智能领域的重要研究方向，而Java作为一种广泛使用的编程语言，也在机器人视觉领域起到了重要的作用。
本文将详细介绍Java中如何使用OpenCV和深度学习进行图像处理，以实现机器人视觉中的各种功能。
一、引言机器人视觉是通过机器视觉系统，使机器能够通过获取、处理和解释图像信息，实现与环境的交互。
在机器人视觉中，图像处理是一个核心任务，它包括图像的获取、预处理、特征提取和目标识别等一系列步骤。
而OpenCV作为一个非常强大的开源计算机视觉库，为我们提供了丰富的图像处理工具和函数，深度学习则能够帮助我们进行更加高级和精确的图像识别和分析。
二、Java中的OpenCV集成在Java中使用OpenCV，首先需要将OpenCV库集成到项目中。
我们可以通过Maven或手动导入jar包的方式来完成。
接下来，我们需要配置环境变量，确保可以正确加载和调用OpenCV库。
现在，我们可以开始编写Java代码来使用OpenCV进行图像处理了。
首先，我们需要初始化OpenCV库：```javaimport org.opencv.core.Core;import org.opencv.core.Mat;import org.opencv.core.CvType;import org.opencv.core.Scalar;public class Main {public static void main(String[] args) {System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);// 其他代码}}```上述代码中，我们通过`System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME)`加载OpenCV库。
之后，我们可以对图像进行各种处理，例如读取、显示和保存图像，以及进行滤波、边缘检测等操作。
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创建简单的 OpenCV 应用程序 ,可按如下步骤 进行 :
a. 首先新建工程 ,文件/ 新建/ 工程/ win32 Ap2 plicatio n 或者 win32 co nsole appiicatio n.
个小区域模板在图像中的移动 ,检测出图像的边缘. Canny 边缘检测算子采用原始图像与平滑滤波
脉冲响应的一阶微分进行卷积运算 ,得到平滑后的
图像 g ( x , y ) = f ( x , y ) h ( x , y ) , 然后再对此图像 计算梯度 ,即
5g
g′x
5x
g ( x , y ) = g′y = 5 g
2 OpenCV 视频图像采集
使用 OpenCV 读入和显示图像 ,相比 VC + + 而言要简单 、方便很多. 用 OpenCV 获取摄像头拍 到的视频图像程序如下 :
# include < cv. h > # include < highgui. h > # include < cxcore. h > void main (int argc ,char 3 argv[ ]) { CvCap t ure 3 capt ure = 0 ; if (argc = = 1| | (argc = = 2 & &st rlen (argv[ 1 ]) = = 1 & &isdigit (argv[ 1 ] [ 0 ]) ) ) { capt ure = cvCap t ure Fro mCAM ( argc = = 2 ? argv[ 1 ] [ 0 ] - ’0’:0) ; } el se if (argc = = 2) { capt ure = cvCapt ure Fro mAV I(argv[ 1 ]) ; } if ( !capt ure) { return ; } Ipl Image 3 current _f ram_ rgb = cvCreate Image (cvSize (320 ,240) ,IPL_D EP T H_16U ,3) ; cvNamedWindow (" w" ,0) ; while (capt ure) { current_f ram_rgb = cvQ ueryFrame (capt ure) ; cvShow Image (" w" ,current_f ram_rgb) ; if (cvWait Key (1) = = 27) { break ; } } cvDest royAll Windows () ; 1机械与电子22010 (6)
(ห้องสมุดไป่ตู้ )
5y
根据卷积运算得 :
g(x ,y) = f (x ,y) h(x ,y)
= f (x ,y)
h(x ,y)
(3 )
由于多采用高斯函数作为平滑滤波器 , h ( x ,
y ) 算子又叫一阶微分高斯算子. Canny 边缘检测中
还要用到非极大点抑制方法限制梯度幅值 ,解决图
像由于平滑后变得模糊而导致的边缘变宽问题. 最
1 OpenCV 环境建立
1. 1 OpenCV 安装与环境变量配置 安装 OpenCV 过 程 中 , 要 注 意 选 中 “Add \
OpenCV\ bin to t he system PA T H" 选项 ,加入到环 境变量 PA T H 中. 安装好的 OpenCV 路径假设为
C :\ Program Files\ OpenCV . 在 VC + + 环境下选择菜单 , Tool s - > Optio ns
基于 OpenCV 的机器视觉图像处理技术实现
王福斌1 ,2 ,李迎燕3 ,刘 杰1 ,陈至坤2 (1. 东北大学机械工程与自动化学院 ,辽宁 沈阳 110004 ;2. 河北理工大学计算机与自动控制学院 ,
河北 唐山 063009 ;3. 东北大学信息科学与工程学院 ,辽宁 沈阳 110004)
f y = (a0 + 2 a1 + a2 ) - (a6 + 2 a5 + a4 )
图 2 So bel 算子模板
So bel 算子为 s ( x , y ) = | f x | + | f y | , f x , f y 可分别用 2 个 3 ×3 卷积核模板来实现 .图像 中的每个像素点都用这 2 个模板做卷积 ,通过这 2
有时只对一帧图像中某一部分感兴趣 ,此时可 以只截取感兴趣区域图像 ( RO I) ,主要用到的变量 及函数如下 :
CvRect RO I_rect _ src ; / / 源图像 RO I 的位置 及大小
CvRect RO I_rect_dst ; / / 目标图像的 RO I cvSet ImageRO I( src_img ,RO I_rect_src) ; / / 基 于给定的矩形 ,设置感兴趣区域函数 cvShow Image (" src_img" ,src_img) ; / / 显示指 定的 RO I 函数 3. 2 对图像进行边缘检测 图像的边缘是图像局部灰度变化最显著的部 分 ,是一幅图像的重要特征之一 ,蕴含了大量的原始 图像信息. 边缘主要存在于目标与目标 、目标与背 景 、区域与区域之间. 数字图像的边缘检测是图像分 割 、图像特征模式识别 、形状特征提取等图像分析与 图像理解的基础. 目前已有很多成熟的边缘检测算 子 ,常用的有差分边缘检测 、梯度边缘检测 、Ro bert s 边缘检测算子 、Prewitt 边缘检测算子 、Kirsch 边缘 检测算子 、So bel 边缘检测算子 、Canny 边缘检测算 子 、二阶微分边缘检测算子中的 Laplace 边缘检测 算子和 Lo G 边缘检测算子等[5] . 其中 , So bel 算子是一种计算梯度值的近似方 法 ,该算法考察一幅数字图像的每个像素上 、下 、左 、
3. College of Informatio n Science and Engineering ,No rt heastern U niversity ,Shenyang 110004 ,China)
摘要 :阐述了在 VC + + 下安装 、构建 OpenCV 编译环境的方法及 OpenCV 应用程序框架的建立. 应用 OpenCV 视频图像采集技术 ,在实验室中获取 3 幅图像 ,在对数字图像处理技术进行理论分析的 基础上 ,利用 OpenCV 实现了对采集图像截取感兴 趣的区域 、对图像进行边缘检测 、对图像进行角点探 测等技术.
动估计和形状描述等. 图像中的角点处具有高的曲 率 ,一般由图像边缘交点或边缘曲率较大的点形成. 角点中蕴含着目标几何形状信息 ,对机器视觉的测 量 、伺服控制等技术的实现具有重要意义.
0 引言
数字图像处理技术是计算机视觉 、机器视觉等
收稿日期 :2010202204 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (50775029)
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技术实现的前提和基础. 图像处理一般为图像像素 级别上的操作 ,高效 、准确的图像处理技术 ,可为图 像分析 、图像理解提供可靠的保证. OpenCV 开源图 像处理算法库在 VC + + 编译环境下运行 ,为数字 图像的处理 、计算机视觉技术应用提供了极大的方 便[1] . 基于 OpenCV 的图像处理技术 ,既可快速 、可 靠地应用于实际工程中 ,又可对一些图像处理算法 进行仿真分析.
关键词 :机器视觉 ;数字图像处理 ; OpenCV ;视 频图像
中图分类号 : TP751 文献标识码 :A 文章编号 :100122257 (2010) 0620054204 Abstract : Expo und t he met ho d of installing and building OpenCV co mpilatio n enviro nment based o n VC + + , f ramework establishment of OpenCV applicatio n p rogram. Acquires t hree ima2 ges in laborato ry using OpenCV video image acqui2 sitio n technology ,o n t he basis of t he t heory analy2 sis to digital image p rocessing technique , realized t he technology of intercepting regio n of interest image ,edge detectio n of image , corner detector of i ma ge . Key words :machine visio n ; digital image p ro2 cessing ;OpenCV ;video image
Realizatio n of Image Process Technology fo r Comp uter Visio n Based o n OpenCV
WANG Fu2bin1 ,2 ,L I Ying2yan3 ,L IU Jie1 , CHEN Zhi2kun2 (1. School of Mechanical Engineering and Auto mation ,Nort heastern University ,Shenyang 110004 ,China ; 2. College of Co mp uter and Automatic Co nt rol , Hebei Polytechnic U niversity , Tangshan 063009 ,China ;