最近很多小伙伴都在问PythonOpenCV图像处理之图像直方图,取经之旅第23天和pythonopencv直方图均衡这两个问题,那么本篇文章就来给大家详细解答一下,同时本文还将给你拓展36篇博文带你
最近很多小伙伴都在问Python OpenCV 图像处理之图像直方图,取经之旅第 23 天和python opencv直方图均衡这两个问题,那么本篇文章就来给大家详细解答一下,同时本文还将给你拓展36 篇博文带你学完 opencv :python+opencv 进阶版学习笔记目录、AR opencv-python | cv2.error: OpenCV(4.5.1) batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion failed)、cv2.error: OpenCV(4.2.0) /io/opencv/modules/imgproc/src/color.cpp:182: error:、OpenCV - Windows(win10)编译 opencv + opencv_contrib等相关知识,下面开始了哦!
本文目录一览:- Python OpenCV 图像处理之图像直方图,取经之旅第 23 天(python opencv直方图均衡)
- 36 篇博文带你学完 opencv :python+opencv 进阶版学习笔记目录
- AR opencv-python | cv2.error: OpenCV(4.5.1) batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion failed)
- cv2.error: OpenCV(4.2.0) /io/opencv/modules/imgproc/src/color.cpp:182: error:
- OpenCV - Windows(win10)编译 opencv + opencv_contrib
Python OpenCV 图像处理之图像直方图,取经之旅第 23 天(python opencv直方图均衡)
Python OpenCV 365 天学习计划,与橡皮擦一起进入图像领域吧。
Python OpenCV
-
- 基础知识铺垫
- matplotlib 中 pyplot 绘制直方图
-
- 函数原型介绍
- python opencv 直方图(histogram)
-
- 函数原型介绍
- 彩色图像,不同通道的直方图
- 直方图均衡化 (Histogram Equalization)
-
- 函数原型介绍
- 橡皮擦的小节
基础知识铺垫
截止到本篇博客,已经第二次听到直方图这个概念了,有必要将其搞懂。
图像直方图(histogram)是图像统计学特征,用来统计像素值出现的频次,常用在分析图像的基本特征。
创建直方图一般分为两个步骤:
- 统计数据
- 绘制直方图
直方图的定义
- 横坐标:图像中各个像素点的灰度级
- 纵坐标:该灰度级的像素个数
绘制直方图需要 matplotlib
库,这个需要自行安装一下。
matplotlib 中 pyplot 绘制直方图
在 pyplot
中提供了一个绘制直方图的函数,名称为 hist
。
函数原型介绍
matplotlib.pyplot.hist()
函数原型如下
(n, bins, patches)=matplotlib.pyplot.hist(x, bins=None, range=None, density=None, weights=None,
cumulative=False, bottom=None, histtype=''bar'', align=''mid'', orientation=''vertical'',
rwidth=None, log=False, color=None, label=None, stacked=False, normed=None, *, data=None, **kwargs)
参数非常多,实际应用中只需掌握几个重要参数。
最简单的测试代码如下:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 生成数据,以 10000 组均值为0,标准差为 1 的高斯分布数据为例
data = np.random.normal(0,1,10000)
n, bins, patches = plt.hist(data)
plt.show()
运行效果如下:
其中,np.random.normal(0,1,10000)
函数说明如下,np.random.normal()
是一个正态分布,normal
这里是正态的意思。
该函数原型为:
numpy.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=None)
参数说明如下:
- loc:概率分布的均值,对应着整个分布的中心 center
- scale:概率分布的标准差,对应于分布的宽度,scale 越大,越矮胖,scale 越小,越瘦高
- size:数据类型为
int or tuple of ints
, 输出的 shape,默认为 None,只输出一个值
其实该函数的目的就是,输出为高斯分布的一组数或一个值。
简单案例:
data = np.random.normal(loc=0, scale=1, size=2)
print(data)
继续回顾 matplotlib.pyplot.hist()
函数的相关参数(官网说明):
只选取其中比较重要的几个参数如下:
- x:(n,) array or sequence of (n,) arrays
指定要绘制直方图的数据,必须是一维数组.使用.ravel()将你的通道值转为一维数组 - bins:integer or sequence or ‘auto’, optional
指定直方图条形的个数,integer 或 auto,也可以不设置.举例[1,2,3,4],则第一个柱为取值[1,2),一次类推,最后一个是取值[3,4].默认 taken from the rcParam hist.bins. - range:tuple or None, optional
数组或者不给.给出数组将指定直方图数据的上下界,超出范围的舍弃.不设置的话包含绘图数据的最大值和最小值;默认为 None
基于上述内容,将一副图像的直方图显示出来。
做一些准备工作
- x: 图像,必须是一维数组
- 其中函数 ravel b = a.ravel()
功能: 将多维数组降为一维数组
格式: 一维数组=多维数组.revel() - bins: 一般是 256,指[0, 255]
以上内容掌握之后,就可以处理图像的直方图了,代码如下:
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt
def plot_demo(image):
# numpy 的 ravel 函数功能是将多维数组降为一维数组
plt.hist(image.ravel(), 256, [0, 256])
plt.show()
if __name__ == "__main__":
img = cv2.imread("./106.jpg")
cv2.namedWindow("input image", cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
cv2.imshow("input image", img)
plot_demo(img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
python opencv 直方图(histogram)
函数原型介绍
在 Python OpenCV 中实现直方图的函数为cv2.calcHist
,原型如下:
# 返回 hist
cv2.calcHist(img, channels, mask, histSize, ranges[, hist[, accumulate ]])
参数说明:
- img:图像,方括号方式传入,即
[img]
; - channels:选取图像的哪个通道,用方括号给出的,计算直方图的
channel
的索引,如果输入时灰度图,值就是[0]
,对于彩色图片,你可以传[0]
,[1]
和[2]
来分别计算蓝色,绿色和红色通道的直方图; - mask:掩膜,如果要找整个图像的直方图,这里传入"None"。如果你想找到特定区域图片的直方图,需要使用掩膜,只计算值>0 的位置上像素的颜色直方图
- histSize:直方图大小,BINS 数量(BINS 是啥,下面细说),要方括号传入,对于全刻度,传入
[256]
- ranges:直方图范围,一般来说是
[0,256]
关于上文提及的 BINS 等内容涉及直方图如下概念:
- BINS: 在上面的直方图当中,如果像素值是 0 到 255,则需要 256 个值来显示直方图。
但是,如果不需要知道每个像素值的像素数目,只想知道两个像素值范围内的像素点数目即可?首先像素值在0--15
之间的像素点数目,然后是16--31
……直到240--255
,即每次间隔 16 个数字,将 256 个值分成 16 份,每份计算综合。每个分成的小组就是一个 BIN(箱)。在 opencv 中使用 histSize 表示 BINS。
彩色图像,不同通道的直方图
首先绘制蓝色通道的直方图,代码如下:
import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread(''./106.jpg'')
hist = cv.calcHist([img], [0], None, [256], [0,256])
plt.plot(hist, label=''B'', color=''b'')
plt.show()
运行结果如下:
三个通道同时绘制代码如下:
import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread(''./106.jpg'')
color = (''b'', ''g'', ''r'')
for i, col in enumerate(color):
hist = cv.calcHist([img], [i], None, [256], [0, 256])
plt.plot(hist, color=col)
plt.xlim([0, 256])
plt.show()
BGR 直方图如下:
直方图均衡化 (Histogram Equalization)
如果图像的灰度分布不均匀,集中在一个比较窄的范围内,这样图像的细节就会不清晰,对比度低。
这种情况可以使用直方图均衡化,对图像进行非线性拉伸,重新分配图像的灰度值,使一定范围内图像的灰度值大致相等。
执行之后,直方图中间峰值部分对比度增强,两侧谷底部分对比度降低。图像的灰度范围拉伸之后,灰度均匀分布,反差增大,增强图像细节。
理论的东西就是上面那些了,实操起来才可以看到效果。
函数原型介绍
使用 cv2.equalizeHist
方法来得到直方图均衡化之后的图像,函数原型如下:
cv2.equalizeHist(src[, dst])
参数说明:
- src:源图像。图像必须是灰度图。
- dst:目标图像。
测试代码如下:
import cv2 as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
image = cv.imread("2o.jpg")
# 将图片转换为灰度图
gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2GRAY)
cv.imshow("gray", gray)
# 直方图绘制
hist = cv.calcHist([gray], [0], None, [256], [0, 256])
plt.plot(hist)
plt.show()
# 应用直方图均衡化
dst = cv.equalizeHist(gray)
cv.imshow("dst", dst)
# 直方图绘制
hist = cv.calcHist([dst], [0], None, [256], [0, 256])
plt.plot(hist)
plt.show()
运行结果与直方图:
运行直方图均衡化之后的图像如下:
上述案例为灰度图直方图均衡化,对于彩色图像一样可以进行图像增强操作。
import cv2 as cv
import numpy as np
img = cv.imread(''th.jpeg'')
cv.imshow(''img'', img)
b, g, r = cv.split(img)
bH = cv.equalizeHist(b)
gH = cv.equalizeHist(g)
rH = cv.equalizeHist(r)
dst = cv.merge((bH, gH, rH))
cv.imshow(''dst'', dst)
cv.waitKey(0)
使用cv2.split
函数分离图像的颜色通道,分别得到各个通道的直方图,再使用cv2.merge
函数合并各通道,得到彩色图像的直方图均衡化。
以上提及的叫做全局直方图均衡化,下面为大家在介绍一下局部直方图均衡化。
局部直方图均衡化在有的地方也被叫做 CLAHE 有限对比适应性直方图均衡化
。
大概实现过程如下:
整幅图像会被分成很多小块,这些小块被称为 “tiles”(tiles 的默认大小是 8x8),然后再对每一个小块分别进行直方图均衡化。
函数原型如下:
cv2.createCLAHE(clipLimit, tileGridSize)
参数说明:
- clipLimit:对比度限制的阈值
- tileGridSize:图像分割每块的尺寸,默认 8x8
运行下述代码,得到的结果可以与全局直方图均衡化做一下比较。
import cv2 as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
image = cv.imread("2o.jpg")
# 将图片转换为灰度图
gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2GRAY)
cv.imshow("gray", gray)
# 直方图绘制
hist = cv.calcHist([gray], [0], None, [256], [0, 256])
plt.plot(hist)
plt.show()
# 应用直方图均衡化
# 1. 实例化自适应直方图均衡化函数
clahe = cv.createCLAHE(clipLimit=2.0, tileGridSize=(8,8))
# 2. 进行自适应直方图均衡化
dst = clahe.apply(gray)
cv.imshow("dst", dst)
# 直方图绘制
hist = cv.calcHist([dst], [0], None, [256], [0, 256])
plt.plot(hist)
plt.show()
橡皮擦的小节
今天重点学习了一下直方图,写了这么多,只有一个原因,就是这是第二次碰到了,当一个知识点再次出现时,就要在进一步的学习下,因为大概率它是重点知识。
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OpenCV 告一段落,接下来,该实战啦。
计算机视觉三大任务,分类,监测,分割。
意见其他一些任务…
图像生成,OCR…
电气专业的计算机萌新,写博文不容易,如果你觉得本文对你有用,请点个赞支持下,谢谢。
AR opencv-python | cv2.error: OpenCV(4.5.1) batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion failed)
如何解决AR opencv-python | cv2.error: OpenCV(4.5.1) batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion failed)
我决定尝试 Ar 是什么,但遇到了以下问题:
File "C:/Users/Егор/PycharmProjects/ARfotoandvideo/AR.py",line 25,in <module>
macthes = bf.knnMatch(des1,des2,k=2)
cv2.error: OpenCV(4.5.1) C:\\Users\\appveyor\\AppData\\Local\\Temp\\1\\pip-req-build-0ycehs0d\\opencv\\modules\\core\\src\\batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion Failed) type == src2.type() && src1.cols == src2.cols && (type == CV_32F || type == CV_8U) in function ''cv::batchdistance''
堆栈:
- Windows 8.1 一种语言
- Python 3.7.7
- Pycharm 社区 2018.3.7
- Opencv-python 4.5.1.48
- 网络摄像头 - 在笔记本电脑上,我无法通过 wifi 连接通过 Droidcam 应用程序使用小米手机 Redmy 的摄像头。
信息
我将尝试描述之前发生的错误以及我是如何解决它们的 - 也许这会告诉您需要做什么来解决问题。
在程序执行期间,在从网络摄像头接收图像时发生崩溃 - 正如它本身所表现的那样,当程序启动时,来自网络摄像头的图像提供单色背景(在我的情况下,绿松石) ,当我通过点击X强行关闭所有窗口后,窗口中的数据被刷新并获得正确的图像。 cv2.waitKey (100)
部分解决了这个问题,其中更改 100 的值会导致来自网络摄像头的图像出现,!!!!但 !!!因为有失败,所以没有确定性。
尝试将 cv2.error
中所有可能的错误原因联系起来后,我得出的结论是问题出在 1 和 2 图像上的描述符中。我想指出的是,当网络摄像头相对于图像移动(不是缩放,而是前后移动)时,在 30 种情况下的 1-2 种情况下,它有助于启动程序并正常工作而不会崩溃。>
我的代码
import cv2
import numpy as np
cap = cv2.VideoCapture(1,cv2.CAP_DSHOW)
imgTarget = cv2.imread(''foto.jpg'')
myVid = cv2.VideoCapture(''video.mp4'')
success,imgVideo = myVid.read()
hT,wT,cT = imgTarget.shape
imgVideo = cv2.resize(imgVideo,(wT + 400,hT))
orb = cv2.ORB_create(nfeatures=10)
kp1,des1 = orb.detectAndCompute(imgTarget,None)
imgTarget = cv2.drawKeypoints(imgTarget,kp1,None)
while True:
success,imgWebcam = cap.read()
kp2,des2 = orb.detectAndCompute(imgWebcam,None)
imgWebcam = cv2.drawKeypoints(imgWebcam,kp2,None)
# imgWebcam = cv2.resize(imgWebcam,(wT,hT))
bf = cv2.BFMatcher()
macthes = bf.knnMatch(des1,k=2)
good = []
for m,n in macthes:
if m.distance < 0.75 * n.distance:
good.append(m)
print(len(good))
imgFeatures = cv2.drawMatches(imgTarget,imgWebcam,good,None,flags=2)
if len(good) > 20:
srcPts = np.float32([kp1[m.queryIdx].pt for m in good]).reshape(-1,1,2)
dstPts = np.float32([kp2[m.trainIdx].pt for m in good]).reshape(-1,2)
matrix,mask = cv2.findHomography(srcPts,dstPts,cv2.RANSAC,5)
print(matrix)
pts = np.float32([[0,0],[0,wT],[wT,hT],0]]).reshape(-1,2)
dst = cv2.perspectiveTransform(pts,matrix)
img2 = cv2.polylines(imgWebcam,[np.int32(dst)],True,(255,255),3)
cv2.imshow(''img2'',img2)
cv2.imshow(''imgFeatures'',imgFeatures)
cv2.imshow(''imgTarget'',imgTarget)
cv2.imshow(''myVid'',imgVideo)
cv2.imshow(''imgWebcam'',imgWebcam)
cv2.waitKey(100)
cv2.error: OpenCV(4.2.0) /io/opencv/modules/imgproc/src/color.cpp:182: error:
image1=Image.fromarray(cv2.cvtColor(image01,cv2.COLOR_BGR2RGB))
cv2.error: OpenCV(4.1.2) /io/opencv/modules/imgproc/src/color.cpp:182: error: (-215:Assertion failed) !_src.empty() in function ''cvtColor''
这个错误纠结了一周,网上找遍了答案,加上自己根据他们错误找,大多数都是图片路径,或者图片本身的错误
我自己的错误是 xml 转 json 文件出错,在看完一周重新分割数据以及转 json,终于可以运行。
这类错误大多数是图片路径读取有问题,大家可以先去找图片路径拼接那块是不是出现 None,可以适当打印出路径来调试,当然出现这种错误,最先看看,自己对图片的处理是不是正确的,基本上跑源码,除了个别修改配置文件,其他没问图,所以最讨厌的问题得抓最核心的地方,毕竟时间宝贵!!!
OpenCV - Windows(win10)编译 opencv + opencv_contrib
在之前的几篇文章中,我提到了在 Android、Linux 中编译 opencv + opencv_contrib,这篇文章主要讲在 Windows 中编译 opencv + opencv_contrib。
首先需要准备的环境有:
- Window 10 64 位:这个大家都知道,就不多说了啊;
- Cmake:编译工具,可以 https://cmake.org/download/ 下载安装,当前的最新版本为 3.10.1;
- Visual Studio:开发工具,编译的时候也需要用到,我安装的是 Visual Studio 2015。
- OpenCV Windows 包,下载地址:https://opencv.org/releases.html;
- OpenCV_Contrib 包,下载地址:https://github.com/opencv/opencv_contrib(注意版本对应)。
将下载得到的 OpenCV Windows 包解压,目录为 opencv,然后将下载的 OpenCV_Contrib 包解压放入 opencv 目录下,新建 new_build 文件夹(用来放编译之后结果):
使用 cmake 生成 OpenCV.sln:
打开安装之后的 cmake,在 where is the source code 中选择 openCV 的源代码目录:F:\opencv\sources;在 where to build the binaries 中选择编译为 Visual Studio 项目的目录:F:\opencv\new_build(这里我选择刚刚特地建立的 new_build 目录),如下图所示:
点击 Configure 按钮后,弹出对话框,选择编译器,根据本地计算机的 CPU 架构,这里特别要注意的是,自己机器上是否装有相应的 VS 版本,如果没有装,还是要编译就会出错,可能是找不到对应的工具原因,以及选择 X86 和 X64),这里用的是 VS 2015。
设置完成之后点击 “Generate” 开始生成工程,. 第一次编译完成之后,我们需要将额外的 opencv_contrib 加到工程中进行第二次编译,在配置表中找到 “OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH”, 设置其参数值为 open_contrib 源码包中的 modles 目录,我的目录是 “F:\opencv\opencv_contrib\modules”:
再次点击 “Generate” 进行第二次编译:
这时候我们已经可以看见用 cmake 工具编译得到的 OpenCV.sln:
用 VS 打开 OpenCV.sln 工程,编译生成 Debug 和 Release 库:
用 VS 2015 打开 OpenCV.sln 工程,在解决方案中可以查看工程目录:
编译生成 debug 版本的库,记得在此之前要选择编译的平台信息,这就是编译生成 debug 版本和 release 版本的区别,也可以选择 release,因为自己的工程可能要用到相应的动态链接库:
在解决方案中选中工程,右键选择重新生成解决方案:
编译成功:
. 找到 CMakeTargets 中的 INSTALL,然后右键选择 “仅限于项目”-->“仅生成 INSTALL”:
完成编译后,Release 模式下同理。此时,有了 install 目录。该目录包含了我们需要的头文件、库文件。
把新的库文件配置到到项目中:
VC++ 目录 --> 包含目录,添加:
E:\OpenCV320\opencv\new_build\install\include
VC++ 目录 --> 库目录,添加:
E:\OpenCV320\opencv\new_build\install\x64\vc14\lib
链接器 --> 输入 --> 附加依赖项,添加: (注意添加的库与编译选项要一致,需要注意 debug 比 release 的文件名多了个 d)
opencv_aruco320.lib
opencv_aruco320d.lib
opencv_bgsegm320.lib
opencv_bgsegm320d.lib
opencv_bioinspired320.lib
opencv_bioinspired320d.lib
opencv_calib3d320.lib
opencv_calib3d320d.lib
opencv_ccalib320.lib
opencv_ccalib320d.lib
opencv_core320.lib
opencv_core320d.lib
opencv_datasets320.lib
opencv_datasets320d.lib
opencv_dnn320.lib
opencv_dnn320d.lib
opencv_dpm320.lib
opencv_dpm320d.lib
opencv_face320.lib
opencv_face320d.lib
opencv_features2d320.lib
opencv_features2d320d.lib
opencv_flann320.lib
opencv_flann320d.lib
opencv_fuzzy320.lib
opencv_fuzzy320d.lib
opencv_highgui320.lib
opencv_highgui320d.lib
opencv_imgcodecs320.lib
opencv_imgcodecs320d.lib
opencv_line_descriptor320.lib
opencv_line_descriptor320d.lib
opencv_ml320.lib
opencv_ml320d.lib
opencv_objdetect320.lib
opencv_objdetect320d.lib
opencv_optflow320.lib
opencv_optflow320d.lib
opencv_phase_unwrapping320.lib
opencv_phase_unwrapping320d.lib
opencv_photo320.lib
opencv_photo320d.lib
opencv_plot320.lib
opencv_plot320d.lib
opencv_reg320.lib
opencv_reg320d.lib
opencv_rgbd320.lib
opencv_rgbd320d.lib
opencv_saliency320.lib
opencv_saliency320d.lib
opencv_shape320.lib
opencv_shape320d.lib
opencv_stereo320.lib
opencv_stereo320d.lib
opencv_stitching320.lib
opencv_stitching320d.lib
opencv_structured_light320.lib
opencv_structured_light320d.lib
opencv_superres320.lib
opencv_superres320d.lib
opencv_surface_matching320.lib
opencv_surface_matching320d.lib
opencv_text320.lib
opencv_text320d.lib
opencv_tracking320.lib
opencv_tracking320d.lib
opencv_video320.lib
opencv_video320d.lib
opencv_videoio320.lib
opencv_videoio320d.lib
opencv_videostab320.lib
opencv_videostab320d.lib
opencv_xfeatures2d320.lib
opencv_xfeatures2d320d.lib
opencv_ximgproc320.lib
opencv_ximgproc320d.lib
opencv_xobjdetect320.lib
opencv_xobjdetect320d.lib
opencv_xphoto320.lib
opencv_xphoto320d.lib
kernel32.lib
user32.lib
gdi32.lib
winspool.lib
comdlg32.lib
advapi32.lib
shell32.lib
ole32.lib
oleaut32.lib
uuid.lib
odbc32.lib
odbccp32.lib
这样,我们就可以在 VS 中使用 OpenCV 了。
需要提到的一个点,所需要使用 Sift 等算法,需要引入 xfeatures2d 命名空间:
using namespace xfeatures2d;
我们今天的关于Python OpenCV 图像处理之图像直方图,取经之旅第 23 天和python opencv直方图均衡的分享就到这里,谢谢您的阅读,如果想了解更多关于36 篇博文带你学完 opencv :python+opencv 进阶版学习笔记目录、AR opencv-python | cv2.error: OpenCV(4.5.1) batch_distance.cpp:275: error: (-215:Assertion failed)、cv2.error: OpenCV(4.2.0) /io/opencv/modules/imgproc/src/color.cpp:182: error:、OpenCV - Windows(win10)编译 opencv + opencv_contrib的相关信息,可以在本站进行搜索。
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