آموزش پردازش تصویر با OpenCV - بخش یکم

باتصویر پردازش

faradars.org/fvimg9405

الهام شعبانی نیا:مدرسدانشجوی دکترای هوش مصنوعی

دانشگاه اصفهان

:جلسه اول

فرادرسOpenCVآشنایی با

FaraDars.org



OpenCVچیست؟

•OpenCV(بازمتنماشینبینایی)وتصویرحلیلتبرایشدهسازیبهینهالگوریتمصدهاازبیششاملبازمتنکتابخانهیک

.استویدیو

ابزارعنوانبهماشینبیناییدهندگانتوسعهومحقیقجامعهسویاززیادیمیزانبه،1999سالدرآنمعرفیزماناز•

.استشدهپذیرفتهپایهتوسعه

•OpenCVشددادهتوسعهبردسکیگریسرپرستیبهتیمیکوسیلهبهاینتلدرابتدادر.

کنند،میفادهاستپردازندهازشدیداًکهبیناییکاربردهایتوسعهارتقاءوبیناییزمینهدرتحقیقتوسعهمنظوربهکاراین•

.شدانجام

اتفاقOpenCV2کاربهشروعبا2009دربعدیمهمنسخه.شدمعرفی2006سالدر1.0نسخهبتا،نسخهسرییکازبعد•

.داشتهمراهبه++Cواسطدرخصوصبهرازیادیتغییراتکه.افتاد

.(2015ژانویه)استبتا3.0نسخهآخرینآموزشی،مجموعهاینتهیهزماندراکنون•2

فرادرس

FaraDars.org



چیست؟بینایی ماشین

.استتصاویردرکوتحلیلقدرتبهرایانهوماشینسازیتوانمندماشین،بیناییازهدف•

.شودمیفراهماوچشمانتوسطانساندرالعادهفوقتواناییاین•

.شودمیفراهمدیجیتالهایدوربینطریقازبصریاطالعاترباتیاوماشیندر•

.استاعدادازماتریسیبیند،میماشینآنچه•

وفردوجودونهمچ.نمایددرکمیتواندانسانکهاستباالییسطحمفاهیمبهاعدادماتریساینتبدیلماشینبیناییوظیفه•

.غیرهوصحنهدرونهایانسانواشیاارتباطاتتشخیصصحنه،درخاصشیئییا

.استرتصاویتحلیلبرایباالسطحهایمدلساختسپسوتصاویردرپایینسطحهایویژگیباکارمستلزمکاراین•

.استماشینبیناییدرعمومیمشکالتازگیرد،قرارپردازشموردبایستیمعموالکهاطالعاتزیادحجم•

3

فرادرس

FaraDars.org



OpenCV یاMatlab

4

OpenCV متلب

استفادهسهولت

سرعت اجرا

هزینه

درخصوصبهآناجرایسرعتدرOpenCVاصلیمزیت•

آنبودنرایگانوبودنبازمتنالبتهودرنگبیکاربردهای

.است

هایمالگوریتبرخیکردنامتحاندنبالبهتنهاکهصورتیدر•

کوچکدادههایپایگاهرویبرخصوصبهماشینبینایی

.باشدبهتریگزینهمتلبشایدهستید،

ایندهدهتوسعهیاوماشینبیناییمتخصصیکعنوانبهاما•

باآشناییدارد،راکاربردیهایبرنامهتوسعهقصدکه

OpenCVاستالزامی.

فرادرس

FaraDars.org



اهداف دوره آموزشی

نیازموردعناصرارائهعوض،دراما.نیستOpenCVهایکالسوتوابعدرشدهارائههایگزینهوجزئیاتتمامپوششماهدف•

.استپایهازخودهایبرنامهساختبرای

دنبالراماشینبیناییدرمهمهایالگوریتمازبرخیتوصیفوتصاویرتحلیلدراساسیمفاهیممامجموعهایندرهمچنین•

.کنیممی

.شویدآشناویدیووتصویرتحلیلدنیایباتادادخواهدفرصتشمابهمجموعهاین•

مراجعهOpenCVآنالینمستنداتبهدهد،انجامشمابرایتواندمیکتابخانهکهآنچهمورددرجدیدخبرهایازاطالعبرای•

:کنید

http://opencv.org/documentation.html

5

فرادرس

FaraDars.org



مراجع درس

6

ابتصویرپردازشوماشینبیناییکاربردیهایبرنامه"کتاب-1

OpenCV2"-یانکدانشگاهیانتشارات-سخندانونیاشعبانی:مترجمان

93-رایان

-نصیریمحمدیونیاشعبانی:مترجمان"OpenCVآموزش"کتاب-2

90–رایانکیاندانشگاهیانتشارات

فرادرس

FaraDars.org



پیش نیاز درس

++Cبامقدماتیآشنایی1.

رتصویپردازشاولیهمفاهیمباآشنایی2.

سگونزالتصویرپردازشکتاب

7

فرادرس

FaraDars.org



دیدخواهید دوره آنچه در این

باراایسادههایبرنامهچگونهکهدهدمینشانشمابهوکردهمعرفیراOpenCVکتابخانه،تصاویربابازی.1جلسه•

.کنیدایجاد++Cویژوالماکروسافتتوسعههایمحیطازاستفاده

.دهدیمارائههاپیکسلتمامرویعملیکانجامبرایراتصویرپویشمختلفهایروشجلسهاین،تصاویرباکار.2جلسه•

.کنیدتعریفتصویریکدرراعالقهموردناحیهچگونهکهگرفتخواهیدیادهمچنین

-مینشانماشبهجلسهاین.آموزدمیراتصویرکردنفیاتروفرکانستحلیلاصولشمابه،تصاویرفیلترکردن.3جلسه•

ارائهتصویرقمشتعملگردوجلسهایندر.شونداعمالتصاویررویبرتوانندمیگذرباالوگذرپایینفیلترهایچگونهکهدهد

.الپالسینوگرادیان:شودمی

8

فرادرس

FaraDars.org




ازتوانمیچگونهوکردهمحاسبهراتصویرهایهیستوگرامچگونهکهدهدمینشانشمابه،هاهیستوگرامباهاپیکسلشمارش.4جلسه•

انجامراتصویریبازیابوتشخیصبندی،ناحیهکهاندشدهارائههاهیستوگرامبراساسمختلفیکاربردهای.کرداستفادهتصاویرویرایشبرایهاآن

.دهندمی

لسهجایندر.دهدمیقراربررسیموردراریاضیشناسیریختمفهوم،شناسیریختعملگرهایباتصویرتبدیالت.5جلسه•

.شودمیاستفادهتصویرنواحیوهاگوشهها،لبهتشخیصبرایهاآنازکهشوندمیارائهمختلفیعملگرهای

ه چگونه دهد ککند و توضیح میهای هندسی تصویر تمرکز می، بر روی تشخیص ویژگیاستخراج خطوط، کانتورها و اجزا. 6جلسه •

.کانتورها، خطوط و اجزاء متصل تصویر را استخراج کنید

9

فرادرس

FaraDars.org




کهدهدمیحتوضیهمچنین.کندمیتوصیفرامتفاوتیویژگینقاطگرهایتشخیص،عالقهموردنقاطانطباقوتشخیص.7جلسه•.دادقراراستفادهموردتصویردوبیننقاطانطباقبرایومحاسبهتوانمیراویژگینقاطگرهایتوصیفچگونه

.کندمیفراهمراآنهایقابپردازشوویدیویدنبالهیکنوشتنوخواندنبرایچارچوبی،ویدیوییهایدنبالهپردازش.8جلسه•برابردرکمتحرزمینهپیشاشیاءوکردهردیابیبعدقاببهقابیازراویژگینقاطتوانمیچگونهکهدهدمینشانشمابههمچنین

.کرداستخراجرادوربین

10

فرادرس

FaraDars.org



برای چه کسانی مناسب است؟دوره این

هایبرنامهساختبرایراOpenCVکتابخانهازاستفادهچگونگیداردقصدکههستید++Cکارتازهنویسبرنامهاگریک•

.استمناسبشمابرایمجموعهاینبیاموزد،ماشینبیناییکاربردی

مفیدنیز،شوندآشناماشینبینایینویسیبرنامهمفاهیمبادارندقصدکهایحرفهافزارنرمدهندگانتوسعهبرایهمچنین•

.بودخواهد

.کرداستفادهنیزدانشگاهسطحدرماشینبیناییهایدرسدرتوانمیمجموعهایناز•

البته.وردآمیفراهمماشینبنیاییوتصویرپردازشمحققانوتکمیلیتحصیالتدانشجویانبرایخوبیمرجعمجموعهاین•

.استنیازمورد++Cازپایهدانشیک

11

فرادرس

FaraDars.org



OpenCVنصب کتابخانه

12

فرادرس

FaraDars.org




آنالینمستنداتکتابخانه،نسخهآخرینتوانیدمیhttp://opencv.orgآدرسبهOpenCVرسمیسایتوببهمراجعهبا•.کنیدپیداراOpenCVبهراجعدیگرمفیدمنابعبسیاریو

-میآنجااز.بروید(ویندوزیاLinux/Unix/Mac)خودنظرموردپلتفرمبهمربوطدانلودصفحهبهOpenCVسایتوباز•

.کنیددانلودراOpenCVبستهتوانید

راخودویندوزIDEنصباجراییبستهکهداریدهمراانتخاباینکنید،میکاراستودیوویژوالباوویندوزتحتشمااگر•برایکهشدهکامپایلقبلاز(binaries)هایدودوییهمهبلکهمنبع،کتابخانهتنهانهنصب،برنامهایناجرای.کنیددانلود

.کنیداستفادهOpenCVازتاایدآمادهشماحالت،ایندر.کندمینصبهمراداریدنیازخودهایبرنامهساخت

13

فرادرس

FaraDars.org




.کنیدپیداراهاپوشهازایمجموعهتوانیدمینصبپوشهایندر•:قبیلازهاییپوشه•

،OpenCVمستنداتشاملdocپوشه–،includeهایفایلهمهشاملincludeپوشه–(استبازمتنکتابخانهایناست،درستبله)منبعهایفایلهمهشاملmodulesپوشه–.کنیدآغازراخودکارتاکنندمیکمکشمابهکهزیادیهایمثالشاملsamplesپوشهو–

14

فرادرس

FaraDars.org



OpenCVبخش های مختلف کتابخانه

:استشدهتقسیمبخشچندبهOpenCVکتابخانه،2.2نسخهزماناز•پایهمحاسباتیابعتووساختارهادادهخصوصبهکتابخانههستهتوابعشاملopencv_coreماژول•اصلیتصویرپردازشتوابعشاملopencv_imgprocماژول•کاربرواسطتوابعباتصویرهمراهوویدیونوشتنوخواندنبرایتوابعیشاملopencv_highguiماژول•.اینقطهویژگیانطباقچارچوبواینقطهویژگیگرهایتوصیفودهندهاتشخیصشاملopencv_features2dماژول•.استریوتوابعونماییدوهندسهتخمیندوربین،کالیبراسیونشاملopencv_calib3dماژول•زمینهپیشاستخراجهایکالسوتوابعوویژگیردیابیحرکت،تخمینشاملopencv_videoماژول•انسانوصورتهایدهندهتشخیصقبیلازشیئدهندهتشخیصتوابعشاملopencv_objdetectماژول•هندسیمحاسباتیهایالگوریتم،(opencv_ml)ماشینیادگیریتوابعشاملدیگریکمکیهایماژولهمچنین•

(opencv_flann)دارندوجودکتابخانهدرغیرهو.

15

فرادرس

FaraDars.org



OpenCVبخش های مختلف کتابخانه

OpenCVکدهایمعموالبنابراین.(داردقرارincludeپوشهدرکه)دارندخودباهمراهسرآیندفایلیکهاماژولاینهمه•

C++باincludeمثالبرای.شودمیآغازنیازموردهایماژولکردن:

•#include <opencv2/core/core.hpp>

•#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

•#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>

•

:بودشدهآغاززیرصورتبهکهشدیدروبروOpenCVازکدیبااحتماالاگر•

•#include "cv.h"

.کندمیاستفادههاماژولشکلبهآنساماندهیازپیشOpenCVقدیمیسبکازکهاستدلیلاینبه•

16

فرادرس

FaraDars.org



با ماکروسافتOpenCVایجاد یک پروژه ++Cویژوال

17

فرادرس

FaraDars.org



؟++Cچرا ماکروسافت ویژوال

پلتفرمجاایندرما.داریدنیازمناسب(IDE)توسعهمحیطیکبهOpenCVکتابخانهکمکبهخودهایبرنامهتوسعهبرای•پروژهیکدتوانیمیچگونهکهدادخواهیمنشانشمابهادامهدر.کنیممیپیشنهادرااستودیوویژوالیعنیماکروسافتمشهور

.کنیدایجادابزاراینبارا

ارائهایگونهبهچیزهمهمجموعهایندرحقیقتدر.کنیداستفادههم++cبهمربوطهایIDEدیگرازتوانیدمیالبته•حالایناب.هستیدآزادانتخابدرکامالشمابنابراین.باشدخاصیعاملسیستمیاوخاصمحیطهرازمستقلکهشدخواهد

استفادهشماست،عاملسیستموکامپایلرمناسبکهOpenCVکتابخانهشدهکامپایلنسخهازبایدکهباشیدداشتهخاطربه.کنید

توانیدمی.کنیدایجادویندوزبرایراOpenCVکاربردیهایبرنامهبراحتیتوانیدمی++Cویژوالماکروسافتازاستفادهبا•.کنیدایجادزیباگرافیکیواسطیکباهمراهراتریپیچیدهبسیارهایبرنامهیاوکنسولیسادهبرنامهیک

18

فرادرس

FaraDars.org



؟++Cچرا ماکروسافت ویژوال

نسخهدیگرحالاینباکرد،خواهیماستفاده2013استودیوویژوالازما.کردخواهیمایجادکنسولیسادهبرنامهیکاینجادر•مشترکیاصولازدارند،مختلفهاینسخهدرهاگزینهومنوهادرکهزیادیهاییشباهتدلیلبهنیزماکروسافتهای

.کنندمیپیرویتوسعهمحیط++Cکهکنیدتنظیمایگونهبهراآنتوانیدمیکنید،میاجراباراولینبرایرااستودیوویژوالکهزمانی•

.بودخواهد++Cویژوالحالتدرکنید،میبازراIDEکهبارهرروشاینبه.بشودشمافرضپیش

19

فرادرس

FaraDars.org



++Cبه ماکروسافت ویژوال OpenCVضافه کردن کتابخانها

ویژوالبرایبایدکنیم،اجراوکامپایلراخودOpenCVآیندهبرنامهبتوانیماینکهبرایاولاما•C++هایکتابخانهمحلOpenCVهایفایلوincludeهایروشاینکاربرای.کنیممشخصرا

.دیدخواهیمهمباراسادهراهیکاینجادرکه.داردوجودمختلفی:شاملکارمراحل•

systemبهکتابخانهافزودن-1 PATHهایفایلکردنکپییاوdllویندوزپوشهدرIncludeمسیرتنظیم-2 DirectoriesدرpropertiesپروژهLibraryمسیرتنظیم-3 DirectoriesدرpropertiesپروژهAdditionalمسیرتنظیم-4 Dependenciesدرpropertiesپروژه

20

فرادرس

FaraDars.org




:شاملکارمراحل•

systemبهکتابخانهافزودن-1 PATHکردنکپییاوویندوزپوشهدرdllهایفایل

Open Control Panel → System → Advanced system

settings → Advanced Tab → Environment

variables...

Add the directory …\opencv\build\x86\vc12\bin to your system path

21

فرادرس

FaraDars.org





Create a new project and set up Visual C++

File → New → Project... → Visual C++ → Empty Project

click Ok. Visual C++ will create an empty project.

22

فرادرس

FaraDars.org





Includeمسیرتنظیم-2 Directoriesدرpropertiesپروژه

Click project and select Properties → configuration Properties → VC++

Directories.

Select Include Directories to add a new entry and type…\opencv\build\include

23

فرادرس

FaraDars.org





Libraryمسیرتنظیم-3 Directoriesدرpropertiesپروژه

Back to the Property dialog, select Library Directories to add a new entry

and type

…\opencv\build\x86\vc12\lib

Click Ok to close the dialog.

24

فرادرس

FaraDars.org




:شاملکارمراحل•Additionalمسیرتنظیم-4 Dependenciesدرpropertiesپروژه

Back to the property dialog, select Linker → Input → Additional Dependencies to add new entries. On the popup dialog, type the files below:

opencv_ts300d.lib

opencv_world300d.lib

Note that the filenames end with "d" (for "debug"). Also note that if you have installed another version of OpenCV (say 2.4.9) these filenames will end with 249d instead of 300d

25

فرادرس

FaraDars.org




آغازرانویسیکدوکردهایجادراخودبرنامهsourceهایفایلاستکافیتنظیماتانازپس•.نمایید

Right click your project and select Add → New Item... → Visual C++ → C++ File.

Name your file and click ok.

26

فرادرس

FaraDars.org



27

فرادرس این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در « آموزش پردازش تصویر با »

.تهیه شده است

.نماییدلینک زیر مراجعه برای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به




فرادرس

FaraDars.org

Education

آموزش پردازش تصویر با OpenCV - بخش یکم