Ubuntu20.04下OpenCV3.4.11的安装以及使用实例

安装环境：VMware虚拟机安装的Ubuntu 20.04系统
OpenCV版本：3.4.11

一、认识OpenCV3.4.11

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。

• 应用领域非常广阔，主要包括：
  1、人机互动
  2、物体识别
  3、图像分割
  4、人脸识别
  5、动作识别
  6、运动跟踪
  7、机器人
  8、运动分析
  9、机器视觉
  10、结构分析
• 为了支持上述一些领域，OpenCV包括一个统计机器学习库，其中包含：提升、决策树学习、梯度提升树、期望最大化算法、k最近邻算法、朴素贝叶斯分类器、人工神经网络、随机森林、支持向量机(SVM)、深层神经网络(DNN)

二、OpenCV的安装

OpenCV的安装过程比较复杂，如果安装过程中出现文章中没有涉及到的情况，请查询百度或者csdn上的相关博客

1.OpenCV安装包

（1）下载安装包

在虚拟机中使用浏览器打开网址下载OpenCV安装包
国内快速下载地址：https://www.bzblog.online/wordpress/index.php/2020/03/09/opencvdownload/

• 如图，输入网址后找到对应版本的Opencv，然后点击下载.zip压缩包
  
• 正在下载中，请耐心等待
  

（2）解压安装包

在解压缩包之前，将 opencv-3.4.11.zip 复制到 home 文件夹下，再解压缩。

在home中打开终端（Open in Terminal），输入指令unzip opencv-3.4.11.zip回车，即可完成解压

（3）使用 cmake 安装 Opencv

• 在终端中输入指令：cd opencv-3.4.11，进入
  解压后的文件夹，即opencv-3.4.11文件夹
  
• 输入指令：su root和密码进入用户权限后，输入指令：sudo apt-get update进行更新
  
• 更新完毕后，输入指令：sudo apt-get install cmake，安装cmake
  
• cmake安装完成后，输入指令：sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg.dev libtiff5.dev libswscale-dev ，安装依赖库

此安装过程有点漫长，请耐心等待

• 安装完成后，输入指令：mkdir build，创建 build 文件夹
  
• 输入指令：cd build，进入创建的 build 文件夹
  
• 使用 cmake 编译参数
  指令：cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
  
  

（4）使用 make 创建编译

• 在build文件夹中的终端输入指令：sudo make来使用make创建编译

sudo make表示单线程编译 ，这会等待比较长的时间，如果想更快的完成编译，可以使用命令：sudo make -j4 ，其中 -j4 表示使用 4 个线程进行编译

• 编译完成
  

（5）进行Opencv的安装

• 输入指令：sudo make install ，进行安装
  

2.配置环境

输入指令：sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf来修改 opencv.conf 文件，打开后的文件是空的，添加 opencv 库的安装路径：/usr/local/lib

若没安装gedit，请先输入指令：sudo apt-get update安装gedit

• 输入指令：sudo ldconfig，更新系统共享链接库
  
• 输入指令：sudo gedit /etc/bash.bashrc，配置 bash ，修改 bash.bashrc 文件
  
  在文件末尾加入：

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

• 输入指令：source /etc/bash.bashrc，使得配置生效
  
• 输入指令：sudo updatedb，更新一下

在这里出现提示“command not found”
解决方法是执行apt-get install mlocate
安装完成后，执行sudo updatedb

• 输入指令：pkg-config --modversion opencv，查看 opencv 的版本信息
  
  这里显示版本号为 3.4.11，表明 opencv 安装成功！

三、使用示例——图片

• 输入指令：mkdir code和cd code，来创建一个目录并进入它
  
• 输入指令：gedit test1.cpp，来创建一个test1.cpp文件
  
• 将下面的代码输入到文件中
  代码：

#include 
#include 
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
	CvPoint center;
    double scale = -3; 

	IplImage* image = cvLoadImage("lena.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;
}

• 输入指令：g++ test1.cpp -o test1 pkg-config --cflags --libs opencv ，来获得可执行文件

• gcc编译器：gcc + 文件名 + -o + 输出文件流名称 +` 支持包
• 当需要C++编译器编译时：g++ + 文件名 + -o + 输出文件流名称 + `支持包

• 在同文件下准备一张名为lena.jpg的图片
  
• 输入指令：./test1,来输出结果
• 结果是：由lena.jpg生成了一个test.png的图，两个图的呈现效果不同
  

四、使用示例——视频

1.获取摄像头权限

• 在自己的主机上（不是虚拟机）使用快捷键 Win + R ，输入 services.msc ，并回车
  

• 找到 VMware USB Arbitration …服务，确保其在启动状态
  

• 回到虚拟机中，点击 “ 虚拟机 ” ，然后点击 “ 设置 ”
  

• 选择 “ USB控制器 ” ，将 “ USB兼容性 ” 设置为 “ USB 3.1 ” ，并点击确定

• 

• 选择 “ 虚拟机 ” ，再选择 “ 可移动设备 ” ，再选择 “ Realtek Integrated_Webcam_HD ” ，最后点击 “ 连接 ” ，再弹出的窗口内点击 “ 确定 ”
  

• 现在，虚拟机右下角这个摄像头图标有个小绿点，表示连接成功
  

2.播放视频

• 现在在code目录中，输入指令： gedit test2.cpp，来创建一个test2.cpp文件，并输入下列代码后保存

代码：

#include 
using namespace cv;
int main()
{
	//从摄像头读取视频
	VideoCapture capture("man.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;
}

代码讲解：

• 如果语句：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；如果设置为一个视频的文件名，比如：man.mp4 ，则会将视频读取并循环显示每一帧。
• 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
• 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。

• 准备一个小视频，如图
  
• 输入指令：g++ test2.cpp -o test2 pkg-config --cflags --libs opencv，来编译 test2.cpp 文件
  
• 输入指令：./test2执行test2文件
  

3.录制视频

• 在code目录中，输入指令： gedit test2.cpp，来创建一个test2.cpp文件，并输入下列代码后保存
  

代码：

/*********************************************************************
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
#include 
#include
#include
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;
}

• 输入指令：g++ test3.cpp -o test3 pkg-config --cflags --libs opencv，来编译 test3.cpp 文件
  
• 输入指令：./test3执行test3文件
  如图，生成了一个 .avi 文件，并不断生成帧
  

五、总结

通过本篇博客，读者可以学习到如何在Ubuntu20.04下安装使用OpenCV3.4.11，并且如何使用软件来读取视频和录制视频，掌握了最基础的作用后，有兴趣的读者可以进行拓展，将其应用在人脸识别或者是摄像监控等领域。本篇博客参考的资料已经列在下方，若存在博客没有涉及到的问题或者博客有纰漏，欢迎大家补充交流。

六、参考文件

• opencv - 百度百科
• ubuntu16.04 命令sudo updatedb报错: command not found解决方案
• Ubuntu18.04下OpenCV3.4.11的安装及使用示例