OpenCV

OpenCV (englische Abk. für Open Source Computer Vision Library) ist eine freie Programmbibliothek mit Algorithmen für die Bildverarbeitung und Computer Vision. Sie ist für die Programmiersprachen C, C++, Python und Java geschrieben und steht als freie Software unter den Bedingungen der Apache 2 License. Die Entwicklung der Bibliothek wurde von Intel initiiert und bis 2013 von Willow Garage gepflegt. Nach deren Auflösung wurde sie von Itseez fortgeführt, das mittlerweile von Intel übernommen wurde.

OpenCV
Basisdaten
Entwickler	Intel, Willow Garage
Erscheinungsjahr	Juni 2000
Aktuelle Version	4.10.0 (4. Juni 2024)
Betriebssystem	plattformunabhängig
Programmier­sprache	C++
Kategorie	Programmbibliothek für: Bildverarbeitung Computer-Vision Kamerakalibrierung
Lizenz	Apache-Lizenz, Version 2.0
deutschsprachig	nein
opencv.org

Im September 2006 wurde die Version 1.0 herausgegeben. Ende September 2009 folgte nach längerer Pause die Version 2.0.0, welche die Bezeichnung „Gold“ trägt. Anfang Juni 2015 erschien Version 3.0, die erstmals OpenCL unterstützte.

Die Stärke von OpenCV liegt in ihrer Geschwindigkeit und in der großen Menge der Algorithmen aus neuesten Forschungsergebnissen.

Anwendungsbereiche

Die Bibliothek umfasst unter anderem Algorithmen für Gesichtserkennung, 3D-Funktionalität, Haar-Klassifikatoren, verschiedene sehr schnelle Filter (z. B. Sobel, Canny, Gauß) und Funktionen für die Kamerakalibrierung.

OpenCV besteht aus Modulen für verschiedene Anwendungsfelder:

• 2D- und 3D-Merkmale (z. B. Interest-Operator oder Deskriptoren)
• Eigenbewegungsschätzung, siehe Photogrammetrie: Rückwärtsschnitt
• Gesichtserkennung

  

  Automatische Gesichtserkennung mit OpenCV

• Gestenerkennung
• Mensch-Computer-Interaktion (HCI)
• Mobile Roboter
• Klassifizierung mit Hilfe der Viola-Jones-Methode
• Segmentierung und Erkennung
• Stereoskopisches Sehen (Stereopsis), ergibt Tiefenbilder
• Structure from Motion (SfM), siehe Computer Vision
• Optisches Tracking, Motion Compensation und Optischer Fluss
• Kalman-Filter zum Tracking

Ferner beinhaltet OpenCV eine Bibliothek für Maschinelles Lernen mit folgendem Funktionsumfang:

• Boosting (automatische Klassifizierung)
• Lernen eines Entscheidungsbaumes
• EM-Algorithmus (Expectation-Maximization)
• Nächste-Nachbarn-Klassifikation
• Bayes-Klassifikator
• Künstliche neuronale Netze, inkl. DNN
• Random Forest
• Support Vector Machine (SVM)

Deep Learning

Automatische Objekterkennung mit OpenCV. Hierzu wurde ein auf dem COCO-Dataset trainiertes YOLOv3 Modell geladen, das 80 verschiedene Objekte identifizieren kann.

Das DNN-Modul von OpenCV kann die von gängigen Deep Learning Frameworks vortrainierten Netze einlesen und auf ihnen einen Forward Pass ausführen. D. h., es werden Werte in der sichtbaren Eingangsschicht (englisch input layer) des künstlichen neuronalen Netzwerks eingelesen und beim Durchlaufen aller Schichten des Netzwerks verarbeitet, bis sie dann an der sichtbaren letzten Schicht (output layer) ausgegeben werden. Objekterkennung mit z. B. YOLO wurde auf diese Weise realisiert. Das seit OpenCV 3.1 existierende DNN-Modul wurde mit Release 3.3 in das Haupt-Repository verschoben und ist somit leichter, also ohne Kompilierung des Quellcodes, benutzbar.

Unterstützt werden folgende Bibliotheken:

• Caffe
• TensorFlow
• Torch
• Darknet
• Modelle im ONNX Format

Literatur

• Gary Bradski, Adrian Kaehler: Learning OpenCV Computer Vision with the OpenCV Library. O’Reilly, 2008, ISBN 978-0-596-51613-0. 

Weblinks

Commons: OpenCV – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• SourceForge-Projektseite
• OpenCV-WiKi
• OpenCV auf GPU (nvidia.de)