散文網(wǎng) » 科技 »學(xué)習(xí) » 樹莓派OpenCV系列教程01：開發(fā)環(huán)境搭建

樹莓派OpenCV系列教程01：開發(fā)環(huán)境搭建

2019-11-21 14:38 作者:微雪電子 0人讀過 | 我要投稿

PS:本章將介紹OpenCV開發(fā)環(huán)境的搭建，搭建的版本為OpenCV4.1.0，同時(shí)支持Python3和C++，在搭建好后，將通過一個(gè)C++和Python的Demo打開CSI攝像頭來測(cè)試開發(fā)環(huán)境是否搭建完成。

1 燒錄系統(tǒng)

本教程采用的鏡像是樹莓派官方2019年7月10日發(fā)布的發(fā)行版鏡像，代號(hào)Buster，如下圖所示：

2 基本設(shè)置

2.1 把目錄擴(kuò)展到整個(gè)TF卡

本章將介紹OpenCV開發(fā)環(huán)境的搭建，搭建的版本為OpenCV4.1.0，同時(shí)支持Python3和C++，在搭建好后，將通過一個(gè)C++和Python的Demo打開CSI攝像頭來測(cè)試開發(fā)環(huán)境是否搭建完成。

運(yùn)行指令：sudo raspi-config

2.2 開啟攝像頭

作為開源計(jì)算機(jī)視覺庫，主要進(jìn)行圖像處理，對(duì)攝像頭圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理是主要需求，因此，開啟攝像頭是很有必要的。

2.2.1 啟用攝像頭

sudo raspi-config

進(jìn)入Interfacing Options->Camera->Yes，即可啟用攝像頭。
檢測(cè)攝像頭是否正常，可以使用以下命令進(jìn)行檢測(cè)：

raspivid -t 0 -cs 0

2.2.2 準(zhǔn)備視頻流設(shè)備

在OpenCV中，若要讀取攝像頭數(shù)據(jù)，需要開啟v4l2(video for linux 2)，開啟后，攝像頭設(shè)備文件為/dev/video0，OpenCV將從該文件中讀取視頻流文件。

開啟方法如下:

sudo vim /etc/modules

在末尾添加一行：

bcm2835-v4l2

2.3 更換軟件源

鑒于國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下載各大鏡像，軟件包速度慢的問題，需要更換軟件源，以防下載慢，且在本教程中，統(tǒng)一更換為清華源。

2.3.1 更換樹莓派軟件源

包括系統(tǒng)源與系統(tǒng)更新源，操作方法：

# 編輯 `/etc/apt/sources.list` 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)容取代：?

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib?

deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib?

# 編輯 `/etc/apt/sources.list.d/raspi.list` 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)容取代：?

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui

如下圖所示：

2.3.2 更換pip軟件源

為加速Python pip安裝速度，特更改Python軟件源，操作方法：

pip install pip -U pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

清華軟件源Pypi官方說明

2.4 重啟

以上步驟均完成之后，需要進(jìn)行重啟才生效，重啟命令如下：

sudo reboot

3 安裝OpenCV所需要的庫

3.1 安裝numpy

sudo pip3 install numpy

3.2 安裝OpenCV所需的依賴

sudo apt-get install build-essential git cmake pkg-config -y sudo apt-get install libjpeg8-dev -y sudo apt-get install libtiff5-dev -y sudo apt-get install libjasper-dev -y sudo apt-get install libpng12-dev -y sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev -y sudo apt-get install libgtk2.0-dev -y sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran -y

4 下載OpenCV

本次安裝的OpenCV版本為OpenCV 4.1.0，官方鏈接地址

需要下載包括OpenCV與OpenCV_Contrib兩個(gè)倉庫

OpenCV_4.1.0倉庫：Github地址

OpenCV_Contrib_4.1.0倉庫：Github地址

鑒于下載速度慢，建議采用Git Bash下載：

下載命令如下，注意添加—recursive及-b 4.1.0

git clone -b 4.1.0 --recursive https://github.com/opencv/opencv.git git clone -b 4.1.0 --recursive https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

下載后，建議采用Fillzilla或者U盤等方法把文件傳輸?shù)綐漭芍小?/p>

當(dāng)然，也可以直接在樹莓派命令行窗口執(zhí)行以上命令進(jìn)行下載，但請(qǐng)確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。

5 配置Cmake

Cmake是一款跨平臺(tái)的編譯工具，經(jīng)過配置，可輸出適配于樹莓派平臺(tái)的Makefile

cd /home/pi/Downloads/opencv-4.1.0 mkdir build cd build

配置Cmake，執(zhí)行以下命令：

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \ -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \ -D INSTALL_C_EXAMPLES=ON \ -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \ -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/pi/Downloads/opencv-4.1.0/opencv_contrib-3.4.0/modules \ -D BUILD_EXAMPLES=ON \ -D WITH_LIBV4L=ON \ -D PYTHON3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3.7 \ -D PYTHON_INCLUDE_DIR=/usr/include/python3.7 \ -D PYTHON_LIBRARY=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libpython3.7m.so \ -D PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS=/usr/lib/python3/dist-packages/numpy/core/include \ ..

注意，以上命令需要根據(jù)您具體的軟件環(huán)境進(jìn)行修改，否則很可能報(bào)錯(cuò)。
其中：

CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \ 代表編譯類型為發(fā)行版本
CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \ 安裝路徑
INSTALL_C_EXAMPLES=ON \ C demo
INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \ Python demo
OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/pi/Downloads/opencv-4.1.0/opencv_contrib-3.4.0/modules \ OpenCV Contrib路徑
BUILD_EXAMPLES=ON \ 編譯demo
WITH_LIBV4L=ON \ 開啟Video for Linux
PYTHON3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3.7 \ Python3路徑
PYTHON_INCLUDE_DIR=/usr/include/python3.7 \ Python3 include文件夾
PYTHON_LIBRARY=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libpython3.7m.so \ Python3庫
PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS=/usr/lib/python3/dist-packages/numpy/core/include \ Python3 Numpy安裝路徑
..

如下圖所示：

cmake 配置完成后的界面如下圖所示：

6 編譯

在Cmake生成Makefile之后，便可進(jìn)行編譯：

輸入并執(zhí)行：

make

即開始進(jìn)行編譯，編譯過程如下圖所示：

7 安裝

輸入以下命令即可進(jìn)行安裝：

sudo make insall

注意：install安裝時(shí)間一般在1分鐘左右。

8 測(cè)試是否安裝完成

測(cè)試包括Python及C++的測(cè)試，用到了攝像頭及簡單的OpenCV處理函數(shù)。

8.1 Python3：

#!/usr/bin/env python

'''

Waveshare OpenCV Tutorial

00_Test_OpenCV.py

A demo to show whether The OpenCV and CSI camera is well installed

'''

import numpy as np

import CV2

def main():

? ? print("OpenCV Version:{}".format(CV2.__version__))

? ? # 0: use CSI camera,1：use USB camera

? ? cap = CV2.VideoCapture(0)

? ? if(not cap.isOpened()):

? ? ? ? print("can't open this camera")

? ? while(True):

? ? ? ? ret, FrameImage = cap.read()

? ? ? ? if ret == True:

? ? ? ? ? ? # change to gray image

? ? ? ? ? ? GrayImage = CV2.cvtColor(FrameImage, CV2.COLOR_BGR2GRAY)

? ? ? ? ? ? # blur the image?

? ? ? ? ? ? BlurImage = CV2.blur(GrayImage,(7,7))

? ? ? ? ? ? # use canny to detect contour

? ? ? ? ? ? CannyImage = CV2.Canny(BlurImage,3,9)

? ? ? ? ? ? # show the image

? ? ? ? ? ? CV2.imshow('Camera Capture',CannyImage)

? ? ? ? ? ? #Press Q to quit

? ? ? ? ? ? if (CV2.waitKey(1)) == ord('q'):

? ? ? ? ? ? ? ? cap.release()

? ? ? ? ? ? ? ? break

? ? ? ? else:

? ? ? ? ? ? break

if __name__ == '__main__':

? ? print(__doc__)

? ? main()

? ? # Release resource

? ? CV2.destroyAllWindows()

執(zhí)行該P(yáng)ython腳本的情況如下：

8.2 C++：

#include

using namespace std;

using namespace cv;

int main()

{

? ? cout << "Waveshare OpenCV Tutorial"<< endl;

? ? cout << "00_Test_OpenCV"<cout << "A demo to show whether The OpenCV and CSI camera is well installed" <cout << endl;

? ? cout << "OpenCV Version:" << CV_VERSION << endl;

? ? // 0: use CSI camera,1：use USB camera

? ? VideoCapture cap(0);

? ? if(!cap.isOpened())

? ? {

? ? ? ? cout<<"can't open this camera"<return -1;

? ? }? ??

? ? Mat FrameImage,GrayImage,BlurImage,CannyImage;

? ? while(1)

? ? {

? ? ? ? cap>>FrameImage;

? ? ? ? //Change to gray image

? ? ? ? cvtColor(FrameImage,GrayImage,COLOR_BGR2GRAY);

? ? ? ? //blur the image

? ? ? ? blur(GrayImage,BlurImage,Size(7,7));

? ? ? ? //use canny to detect contour

? ? ? ? Canny(BlurImage,CannyImage,3,9);

? ? ? ? //show the image

? ? ? ? imshow("Camera Capture",CannyImage);

? ? ? ? //Press Q to quit

? ? ? ? if(char(waitKey(1)) == 'q')

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? }

? ? }

? ? return 0;

}

CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)?

project(00_Test_OpenCV)?

find_package(OpenCV REQUIRED)?

add_executable(00_Test_OpenCV 00_Test_OpenCV.cpp)?

target_link_libraries(00_Test_OpenCV ${OpenCV_LIBS})

編譯并運(yùn)行：

9 結(jié)語

若中途有安裝失敗，或多次嘗試安裝失敗，不想浪費(fèi)時(shí)間在搭建環(huán)境上，可直接使用我們提供的鏡像，在我們提供的鏡像中，除了已安裝OpenCV4.1.0之外，還安裝了TensorFlow和Keras，如下圖所示：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1e1neaOQQhug-SL9zDofzKQ

提取碼: 4mw6

擴(kuò)展名為.z01的文件是zip文件的分卷，請(qǐng)同時(shí)下載兩個(gè)文件，并將其放到同一個(gè)文件夾下，然后解壓zip文件，即可得到鏡像，大概15G左右，然后使用燒錄工具燒寫該鏡像即可。

?

標(biāo)簽：