OpenCV 图像处理与计算机视觉

OpenCV(开源计算机视觉库)是一个功能强大的图像处理和计算机视觉库,广泛应用于图像处理、特征检测、视频分析等领域。选择OpenCV作为工具的职业路径包括计算机视觉开发人员、物联网工程师以及增强现实/虚拟现实(AR/VR)领域。因此,对于这些角色的求职者来说,了解OpenCV是面试官常问的热门话题之一。

OpenCV面试问题

以下是一些常见的OpenCV面试问题,这些问题覆盖了图像和视频滤镜、图像质量提升、图像变换等关键概念。

在OpenCV中,有多种图像滤镜可供选择。以下是四种广泛使用的方法:

// 平均滤波 cv::blur(src, dst, cv::Size(5, 5), cv::Point(-1, -1), cv::BORDER_DEFAULT); // 高斯滤波 cv::GaussianBlur(src, dst, cv::Size(5, 5), 0, 0, cv::BORDER_DEFAULT); // 中值滤波 cv::medianBlur(src, dst, 5); // 双边滤波 cv::bilateralFilter(src, dst, 9, 75, 75);

这些滤镜主要用于图像去噪、边缘保持等场景。

视频滤镜在OpenCV中同样重要,以下是一些常见的视频滤镜:

// 颜色转换 cv::cvtColor(src, dst, cv::COLOR_BGR2GRAY); // 阈值处理 cv::threshold(src, dst, 127, 255, cv::THRESH_BINARY); // 平滑处理 cv::GaussianBlur(src, dst, cv::Size(5, 5), 0, 0, cv::BORDER_DEFAULT); // 形态学梯度 cv::Canny(src, dst, 100, 200);

这些滤镜有助于视频帧的颜色空间转换、图像分割、去噪和边缘检测。

图像处理中,提升图像质量是一个复杂的过程,需要根据图像的具体问题选择合适的方法。以下是一些常见的图像质量提升技术:

// 去噪 cv::GaussianBlur(src, dst, cv::Size(5, 5), 0, 0, cv::BORDER_DEFAULT); // 直方图均衡化 cv::equalizeHist(src, dst); // 锐化 cv::Canny(src, dst, 100, 200);

这些技术可以帮助减少图像噪声、改善对比度和增强图像细节。

图像变换是计算机视觉图像处理中的一个重要步骤,OpenCV提供了多种图像变换技术,包括缩放、裁剪和翻译等。

// 缩放 cv::resize(src, dst, cv::Size(), 0.5, 0.5, cv::INTER_LINEAR); // 裁剪 cv::Rect roi(10, 10, src.cols - 20, src.rows - 20); cv::Mat cropped = src(roi); // 翻译 cv::Mat translation_matrix = (cv::Mat_(2,3) << 1, 0, tx, 0, 1, ty); cv::warpAffine(src, dst, translation_matrix, src.size());

这些变换技术在图像比较、图像校正和图像分析中扮演着关键角色。

图像校正是将多个图像变换到一个公共图像平面的过程。它有助于找到不同图像之间的相似点,从而判断图像是否相似。

// 图像校正示例 cv::Mat map1, map2; cv::initUndistortRectifyMap(cameraMatrix, distCoeffs, cv::Mat(), cameraMatrix, imageSize, CV_16SC2, map1, map2); cv::remap(src, dst, map1, map2, cv::INTER_LINEAR);

图像校正在计算机立体视觉和地理信息系统中有着广泛的应用。

OpenCV中,可以创建自定义分类器来检测特定的对象。这通常需要一组正样本(目标对象的图像)和负样本(非目标对象的图像)。

// 创建自定义分类器 cv::CascadeClassifier classifier("haarcascade_frontalface_default.xml"); cv::Mat gray; cv::cvtColor(src, gray, cv::COLOR_BGR2GRAY); std::vector faces; classifier.detectMultiScale(gray, faces);

自定义分类器在特定产品检测、安全监控等领域有着重要的应用。

在人脸检测中,边缘检测被认为是最佳选择,因为它能够检测图像中对象的边缘和特征。

// 边缘检测 cv::Canny(src, dst, 100, 200); // 腐蚀 cv::erode(src, dst, cv::Mat()); // 膨胀 cv::dilate(src, dst, cv::Mat());
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