Как установить OpenCV C++ на Raspberry Pi

OpenCV — это библиотека компьютерного зрения с открытым исходным кодом, которая предоставляет множество инструментов и функций для обработки изображений и видео. Установка OpenCV на Raspberry Pi позволяет использовать эту мощную библиотеку на компьютере в формате одноплатного компьютера.

В этом подробном руководстве мы рассмотрим процесс установки OpenCV C++ на Raspberry Pi шаг за шагом. Начиная с подготовки Raspberry Pi, мы установим необходимые пакеты, загрузим и скомпилируем исходный код OpenCV, а затем выполним настройку, чтобы использовать OpenCV в C++.

Помните: установка OpenCV C++ на Raspberry Pi может занять некоторое время и потребует некоторых навыков в работе с командной строкой и компиляцией кода. Однако, следуя этому руководству, вы сможете успешно установить OpenCV и начать использовать его для различных проектов в области компьютерного зрения.

Содержание

Выбор Raspberry Pi для установки OpenCV C++
Основные преимущества OpenCV C++
Шаг 1: Подготовка Raspberry Pi
Установка операционной системы на Raspberry Pi
Обновление системы и установка необходимых компонентов
Шаг 2: Установка OpenCV C++ на Raspberry Pi
Скачивание и установка OpenCV библиотек
Конфигурация и сборка OpenCV с поддержкой C++
Шаг 3: Проверка установки и примеры использования
Проверка установки OpenCV C++
Примеры использования OpenCV C++

Выбор Raspberry Pi для установки OpenCV C++

Прежде чем приступить к установке OpenCV C++ на Raspberry Pi, важно правильно выбрать модель платы, которая будет соответствовать вашим потребностям. Несмотря на то, что все модели Raspberry Pi могут работать с OpenCV C++, некоторые из них могут быть более подходящими для определенных задач.

Одним из факторов, которые следует учитывать при выборе Raspberry Pi, является его производительность. Некоторые модели, например, Raspberry Pi 3 Model B+, обладают более высокой производительностью благодаря более мощному процессору и большему объему оперативной памяти. Это может быть важным фактором, если ваши задачи требуют обработки большого объема данных или выполнения сложных вычислений.

Также стоит обратить внимание на наличие камеры в модели Raspberry Pi. Если вам необходимо работать с видео или изображениями с камеры, то выбор модели с встроенной камерой, например, Raspberry Pi Camera Module, может быть предпочтительным.

Еще одним фактором, на который следует обратить внимание, является поддержка операционной системы. В настоящее время большинство моделей Raspberry Pi поддерживают операционную систему Raspbian, которая является официальной операционной системой для Raspberry Pi и хорошо подходит для работы с OpenCV C++.

Наконец, не забудьте учесть свои бюджетные возможности. Модели Raspberry Pi имеют разные цены, и выбор модели также зависит от ваших финансовых возможностей.

Итак, перед тем как начать установку OpenCV C++, тщательно обдумайте свои потребности и выберите наиболее подходящую модель Raspberry Pi, чтобы обеспечить эффективную работу с библиотекой OpenCV C++.

Основные преимущества OpenCV C++

1. Кросс-платформенность: OpenCV C++ совместим с различными операционными системами, включая Windows, macOS и Linux. Это позволяет разработчикам создавать приложения для разных платформ, используя один и тот же набор инструментов.

2. Богатый функционал: OpenCV C++ предлагает широкий спектр функций для обработки изображений и видео. Он включает в себя методы для работы с цветами, фильтрации, сегментации, распознавания лиц, обнаружения объектов и многое другое. Благодаря этому, разработчики могут создавать мощные и сложные приложения компьютерного зрения.

3. Простота использования: OpenCV C++ предоставляет простой в использовании и понятный интерфейс программирования, основанный на C++. Это делает разработку проектов с использованием OpenCV C++ быстрой и удобной как для начинающих, так и для опытных разработчиков.

4. Большое сообщество разработчиков: OpenCV C++ имеет активное сообщество разработчиков, которое предлагает обширную документацию, примеры кода, учебные материалы и поддержку. Это позволяет быстро получить помощь и решить возникающие проблемы при разработке проектов с использованием OpenCV C++.

5. Открытый исходный код: OpenCV C++ распространяется под лицензией BSD, что означает, что он доступен для использования, распространения и модификации бесплатно. Это делает OpenCV C++ привлекательным выбором для разработчиков, которым требуется гибкость и свобода в разработке своих проектов.

В целом, OpenCV C++ является мощным инструментом для работы с компьютерным зрением и обработкой изображений. Его кросс-платформенность, функциональность, простота использования, поддержка сообщества и открытый исходный код делают его идеальным выбором для разработки проектов в этой области.

Шаг 1: Подготовка Raspberry Pi

Первый шаг перед установкой OpenCV на Raspberry Pi заключается в подготовке самого устройства.

Скачайте операционную систему Raspbian с официального сайта Raspberry Pi Foundation.
Подключите SD-карту к компьютеру и используйте программу Etcher для записи образа операционной системы Raspbian на SD-карту.
Вставьте SD-карту в Raspberry Pi и подключите его к питанию.
По умолчанию, Raspberry Pi имеет имя «raspberrypi», но вы можете изменить его, изменив файл /etc/hostname. Измените имя и сохраните изменения.
Подключите Raspberry Pi к интернету, используя Ethernet или Wi-Fi соединение.

После завершения этих шагов, ваш Raspberry Pi будет готов к установке OpenCV.

Установка операционной системы на Raspberry Pi

Прежде чем установить OpenCV на Raspberry Pi, необходимо выбрать и установить операционную систему на ваше устройство. Это даст вам базовую платформу для работы и разработки с OpenCV. Существует несколько операционных систем, совместимых с Raspberry Pi, таких как Raspbian, Ubuntu Mate, Arch Linux и другие. В этом разделе мы рассмотрим процесс установки операционной системы Raspbian.

Raspbian — это официальная операционная система для Raspberry Pi, разработанная и поддерживаемая Raspberry Pi Foundation. Она основана на Debian и оптимизирована для работы на маломощном аппаратном обеспечении Raspberry Pi. Raspbian имеет простой и понятный интерфейс, обширный список предустановленных программ и хорошую поддержку сообщества. Это делает его отличным выбором для начала работы с Raspberry Pi и OpenCV.

Чтобы установить Raspbian на Raspberry Pi, вам понадобится следующее:

Карта microSD: Raspbian будет установлен и запущен с карты памяти, поэтому вам понадобится карта microSD емкостью не менее 8 ГБ.
Компьютер с картридером: для записи образа операционной системы на карту microSD вам понадобится компьютер с картридером.
Образ Raspbian: вы можете загрузить последнюю версию образа Raspbian с официального веб-сайта Raspberry Pi Foundation.
Программа записи образа: для записи образа операционной системы на карту microSD вы можете использовать программу, такую как Etcher.

После подготовки карты microSD и загрузки образа Raspbian вы можете перейти к процессу установки операционной системы на Raspberry Pi. Этот процесс может занять некоторое время, поэтому имейте в виду, что необходимо сохранить терпение. После завершения установки, вы сможете запустить Raspberry Pi с установленной операционной системой Raspbian и продолжить с установкой OpenCV.

Обновление системы и установка необходимых компонентов

Перед установкой OpenCV на Raspberry Pi необходимо обновить систему и установить необходимые компоненты. Это позволит избежать возможных проблем и обеспечит более стабильное и успешное выполнение установки.

1. Подключитесь к Raspberry Pi по SSH или используйте терминал, если вы работаете непосредственно с устройством.

2. Обновите список пакетов командой:

sudo apt-get update

3. Обновите установленные пакеты до последних версий командой:

sudo apt-get upgrade

4. Установите необходимые компоненты для работы с OpenCV:

sudo apt-get install build-essential cmake pkg-config
sudo apt-get install libjpeg-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng-dev
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev
sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev
sudo apt-get install libgtk-3-dev
sudo apt-get install libcanberra-gtk*
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran
sudo apt-get install python3-dev

5. Установите пакеты, необходимые для доступа к камере:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Теперь ваша система готова для установки OpenCV. Продолжайте следующим шагом установки.

Шаг 2: Установка OpenCV C++ на Raspberry Pi

Для установки OpenCV C++ на Raspberry Pi вам понадобится использовать команду компиляции CMake, чтобы собрать исходный код OpenCV.

Шаг 2.1: Установка зависимостей

Перед установкой OpenCV C++ необходимо убедиться, что у вас установлены все необходимые зависимости. Вы можете установить их, выполнив следующие команды:

sudo apt-get update sudo apt-get install build-essential cmake git pkg-config sudo apt-get install libjpeg-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng-dev sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev sudo apt-get install libfontconfig1-dev libcairo2-dev sudo apt-get install libgdk-pixbuf2.0-dev libpango1.0-dev sudo apt-get install libgtk2.0-dev libgtk-3-dev sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran sudo apt-get install libhdf5-dev libhdf5-serial-dev libhdf5-103 sudo apt-get install libqtgui4 libqtwebkit4 libqt4-test python3-pyqt5 sudo apt-get install python3-dev"

Шаг 2.2: Скачивание и компиляция исходного кода OpenCV

Теперь мы можем скачать и скомпилировать исходный код OpenCV, выполнив следующие команды:

cd ~ git clone https://github.com/opencv/opencv.git cd opencv git checkout tags/4.5.1 cd ~ git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git cd opencv_contrib git checkout tags/4.5.1

Теперь создадим новую директорию для сборки и перейдем в нее:

cd ~ mkdir opencv_build cd opencv_build

Теперь мы можем использовать CMake для настройки сборки OpenCV:

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \ -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \ -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \ -D ENABLE_NEON=ON \ -D ENABLE_VFPV3=ON \ -D WITH_OPENMP=ON \ -D WITH_OPENGL=ON \ -D WITH_V4L=ON \ -D WITH_LIBV4L=ON \ -D BUILD_opencv_python2=OFF \ -D BUILD_opencv_python3=ON \ -D BUILD_TESTS=OFF \ -D BUILD_PERF_TESTS=OFF \ -D BUILD_EXAMPLES=OFF \ ..

После завершения процесса настройки вы можете выполнить следующую команду, чтобы запустить компиляцию OpenCV:

make -j4

Когда компиляция будет завершена, вы можете установить OpenCV, выполнив следующую команду:

sudo make install sudo ldconfig

Поздравляем! Вы успешно установили OpenCV C++ на Raspberry Pi.

Теперь вы можете начать использовать OpenCV для разработки приложений компьютерного зрения на вашем Raspberry Pi.

Скачивание и установка OpenCV библиотек

Перед тем, как начать работу с OpenCV на Raspberry Pi, необходимо установить соответствующие библиотеки. В этом разделе я расскажу, как скачать и установить OpenCV на вашем устройстве.

1. Откройте терминал на Raspberry Pi.

2. Введите следующую команду, чтобы обновить системные пакеты:

sudo apt-get update

3. Установите необходимые пакеты с помощью следующей команды:

sudo apt-get install build-essential cmake git pkg-config

4. Теперь установите пакет libjpeg-dev, который позволит работать с изображениями в формате JPEG:

sudo apt-get install libjpeg-dev

5. Установите пакет libpng-dev, который позволит работать с изображениями в формате PNG:

sudo apt-get install libpng-dev

6. Установите пакет libtiff-dev, для работы с изображениями в формате TIFF:

sudo apt-get install libtiff-dev

7. Теперь установите пакет libjasper-dev, который позволит работать с изображениями в формате JPEG-2000:

sudo apt-get install libjasper-dev

8. Установите пакет libavcodec-dev, который позволит работать с видеофайлами:

sudo apt-get install libavcodec-dev

9. Установите пакет libavformat-dev, необходимый для работы с мультимедийными контейнерами:

sudo apt-get install libavformat-dev

10. Установите пакет libswscale-dev, для работы с масштабированием изображений и цветовыми пространствами:

sudo apt-get install libswscale-dev

11. Установите пакет libv4l-dev, который позволит работать с веб-камерами:

sudo apt-get install libv4l-dev

12. Теперь установите пакет libxvidcore-dev, который позволит работать с видео в формате Xvid:

sudo apt-get install libxvidcore-dev

13. Установите пакет libx264-dev, необходимый для работы с видео в формате H.264:

sudo apt-get install libx264-dev

14. Установите пакет libgtk-3-dev, чтобы позволить OpenCV использовать графический интерфейс:

sudo apt-get install libgtk-3-dev

15. Установите пакет libcanberra-gtk3-dev, чтобы добавить звуковые эффекты в графический интерфейс OpenCV:

sudo apt-get install libcanberra-gtk3-dev

16. Установите пакет libatlas-base-dev, который позволит OpenCV быстрее работать с линейной алгеброй:

sudo apt-get install libatlas-base-dev

17. Наконец, установите пакет gfortran, необходимый для использования некоторых функций OpenCV:

sudo apt-get install gfortran

Теперь у вас установлены все необходимые пакеты для работы с OpenCV на Raspberry Pi. В следующем разделе мы перейдем к процессу скачивания и установки самих библиотек OpenCV.

Конфигурация и сборка OpenCV с поддержкой C++

Конфигурация и сборка OpenCV на Raspberry Pi может быть немного сложной, но следуя этому подробному руководству, вы сможете установить OpenCV с поддержкой C++ на вашем устройстве.

Перед началом установки убедитесь, что ваш Raspberry Pi имеет достаточно ресурсов для сборки. Для этого рекомендуется использовать Raspberry Pi 3 или более новые модели, так как они имеют более мощные процессоры и больший объем оперативной памяти.

1. Обновление пакетов:


sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

2. Установка необходимых библиотек и инструментов с помощью следующей команды:


sudo apt-get install build-essential cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev

3. Установка дополнительных библиотек для работы с изображениями:


sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev

4. Клонирование репозитория OpenCV с GitHub:


git clone https://github.com/opencv/opencv.git

5. Конфигурация сборки с помощью команды cmake:


cd opencv
mkdir build
cd build
cmake ..

6. Сборка OpenCV:


make -j4

7. Установка OpenCV:


sudo make install

8. После завершения установки обновите библиотеки:


sudo ldconfig

Теперь OpenCV с поддержкой C++ успешно установлен на ваш Raspberry Pi.

Шаг 3: Проверка установки и примеры использования

После успешной установки OpenCV на Raspberry Pi мы можем проверить ее работоспособность и познакомиться с основными возможностями библиотеки. Ниже приведены несколько примеров, которые помогут вам начать использовать OpenCV.

Пример 1: Загрузка и отображение изображения

В этом примере мы загрузим изображение с жесткого диска и отобразим его на экране.


#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main() {
// Загрузка изображения
Mat image = imread("image.jpg");
// Проверка на правильную загрузку
if (image.empty()) {
printf("Не удалось загрузить изображение
");
return -1;
}
// Отображение изображения
imshow("Изображение", image);
// Ожидание нажатия клавиши для завершения программы
waitKey(0);
return 0;
}

Пример 2: Обработка изображения с помощью фильтров

В этом примере мы применим различные фильтры к изображению и отобразим результаты.


#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main() {
// Загрузка изображения
Mat image = imread("image.jpg");
// Проверка на правильную загрузку
if (image.empty()) {
printf("Не удалось загрузить изображение
");
return -1;
}
// Применение различных фильтров
Mat blurred;
GaussianBlur(image, blurred, Size(5, 5), 0);
Mat grey;
cvtColor(image, grey, COLOR_BGR2GRAY);
Mat edges;
Canny(grey, edges, 100, 200);
// Отображение результатов
imshow("Изображение", image);
imshow("Размытое", blurred);
imshow("Серый", grey);
imshow("Края", edges);
// Ожидание нажатия клавиши для завершения программы
waitKey(0);
return 0;
}

Это только некоторые из возможностей OpenCV. Вы можете экспериментировать с различными функциями и методами, чтобы узнать больше о функциональности библиотеки.

Теперь вы готовы начать использовать OpenCV на Raspberry Pi. Удачи в ваших проектах!

Проверка установки OpenCV C++

После успешной установки OpenCV C++ на Raspberry Pi, можно выполнить небольшую программу для проверки правильности работы библиотеки. Для этого нужно создать новый файл с расширением .cpp и скопировать в него следующий код:


#include 
int main() {
cv::Mat image(cv::Size(320, 240), CV_8UC3, cv::Scalar(0, 255, 0));
cv::imshow("Test Image", image);
cv::waitKey(0);
return 0;
}

Сохраните файл, например, под названием test.cpp. Далее, откройте терминал и выполните следующие команды:

$ g++ -o test test.cpp `pkg-config opencv --cflags --libs`
$ ./test

Если все прошло успешно, то должно появиться окно с зеленой картинкой размером 320×240 пикселей. Это означает, что установка OpenCV C++ на Raspberry Pi прошла успешно.

Примеры использования OpenCV C++

OpenCV C++ предлагает широкий спектр функциональных возможностей для обработки и анализа изображений. Ниже приведены некоторые примеры использования библиотеки:

Задача	Пример использования OpenCV C++
Чтение изображения	Загрузка изображения из файла с помощью функции cv::imread()
Отображение изображения	Отображение изображения на экране с помощью функции cv::imshow()
Преобразование изображения	Применение различных преобразований к изображению, например, изменение размера (cv::resize()), изменение цветового пространства (cv::cvtColor()), наложение фильтров (cv::filter2D())
Обнаружение объектов	Обнаружение объектов на изображении с использованием методов компьютерного зрения, например, детектирование лиц (cv::CascadeClassifier()) или детектирование краев (cv::Canny())
Распознавание образов	Распознавание и классификация объектов на изображении с использованием обученных моделей, например, распознавание цифр на изображении (cv::ml::KNearest())
Видеоанализ	Анализ видеопотока с использованием функций для выделения движения (cv::absdiff()), отслеживания объектов (cv::findContours()) и др.

Эти примеры всего лишь небольшая часть возможностей OpenCV C++. Библиотека предоставляет множество других функций и классов, которые могут быть использованы для решения различных задач в области компьютерного зрения и обработки изображений.