第一章 OpenCV环境配置

计算机视觉--OpenCV图像处理教程第一章OpenCV环境配置OPENCVENVIRONMENTSETTTING内容要点：计算机视觉的定义、OpenCV库介绍、OpenCV开发环境的配置、读取数字图像，建议授课时长：2课时讲课人：宋桂岭讲课时间：2026年5月18日目录1.1计算机视觉概述理论讲解1.2OpenCV概述理论讲解1.3OpenCV环境配置上机实践1.4小结及作业总结作业011.1计算机视觉概述理论讲解1.1.1计算机视觉的概念计算机视觉ComputerVision计算机视觉是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟，用各种成像设备代替视觉器官作为输入手段，用计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界，并且具有自主适应环境的能力计算机视觉又称为机器视觉，是一门“教”会计算机如何去“看”世界的学科。形象地说，就是给计算机安装上眼睛（摄像头）和大脑（算法），让计算机能够感知环境人类视觉系统计算机视觉系统眼睛捕捉环境大脑理解环境胡萝卜、西红柿、黄瓜、生菜、大蒜胡萝卜、西红柿、黄瓜、生菜、大蒜输入摄像头感知环境计算机计算和理解环境输出结果1.1.2计算机视觉的任务图像分类、目标检测和图像分割是计算机视觉的三大基本任务1.1.3其他任务风格迁移图像修复1.1.3其他任务超分辨率1.1.3其他任务图像生成，根据左图的马生成右图的斑马1.1.3其他任务三维重建1.1.3计算机视觉的应用自动驾驶如汽车实现行驶路线规划、障碍物检测和避让、交通信号识别等1.1.3计算机视觉的应用工业制造包括机器人视觉系统、缺陷检测、质量控制、零件识别和装配等1.1.3计算机视觉的应用医疗诊断包括影像分析、疾病诊断和治疗监测等1.1.3计算机视觉的应用安防监控包括人脸识别、行为分析、犯罪侦查等1.1.3计算机视觉的应用增强现实包括虚拟现实、游戏、电影和电视特效1.1.3计算机视觉的应用城市管理包括垃圾倾倒监控、自动分拣、可回收物分类、车位管理、占道经营等1.1.3计算机视觉的应用农业领域包括种植和收获自动化、作物识别和病害检测等1.1.3计算机视觉的应用游戏和娱乐包括运动追踪、手势识别、面部表情识别等021.2OpenCV概述理论讲解1.2OpenCV概述OpenCVOpenCV全称为OpenSourceComputerVisionLibrary，中文译为开源计算机视觉库，其官网为。OpenCV于1999年在英特尔启动，第一个版本于2000年发布。1.2OpenCV概述OpenCV2005年，搭载OpenCV的斯坦利自动驾驶汽车赢得了2005年美国国防部高级研究计划局（DARPA）在美国莫哈维沙漠地区举行的无人驾驶挑战赛，如图1-8所示。经过20多年的发展。OpenCV支持了计算机视觉和机器学习相关的数百种算法，并且仍在继续发展。Stanley在2005年挑战赛上的表现证明无人驾驶技术的难点首次被突破。2004年第一届挑战赛上，没有一辆自动驾驶汽车能行驶超过7英里，甚至很多车都没开过起跑线。但没想到，仅隔一年，斯坦福大学开发的Stanley就可以在复杂地形上平均每小时行驶约20英里。1.2OpenCV概述OpenCV支持多种编程语言，如C++、Python、Java等，并可在Windows、Linux、OSX、Android和iOS等不同的平台上使用本课程采用OpenCV-Python执行速度类似于C++无缝接入深度学习算法库OpenCV底层使用C/C++语言编写，然后用Python对底层代码进行了封装，保留了底层算法API给应用开发人员，从而使得OpenCV-Python库拥有和原生OpenCV一样的执行速度，同时具备了Python语言的快速开发优势。Python下有完整的深度学习生态，可以与Pytorch、Tensorflow、PaddlePaddle等深度学习库集成开发，在项目中应用最新的计算机视觉算法成果。031.3OpenCV-Python环境配置实际操作1.3.1Python环境的安装①访问清华大学开源镜像网站：/help/anaconda/，并跳转到最新安装包下载页面（/anaconda/archive）1.3.1Python环境的安装2、下载最新的安装包，注意时间顺序1.3.1Python环境的安装③下载后按照步骤安装，对应步骤截图参考如下，详细可见教材，安装盘注意选择空间较大的磁盘！！！注意“Createstartmenushortcuts”务必勾选！！！1.3.1Python环境的安装④在win11的搜索栏中可以输入【AnacondaPrompt】,快速弹出命令行界面在弹出的Anaconda控制台中，输入python,出现Python环境提示信息，证明Python安装成功，键入“exit()”退出python环境，关闭对话框。1.3.2OpenCV-Python安装①为加快软件安装速度，通过以下命令切换到国内源：condaconfig--addchannels/anaconda/pkgs/free/condaconfig--addchannels/anaconda/pkgs/main/condaconfig--addchannels/anaconda/cloud/conda-forge/condaconfig--addchannels/anaconda/cloud/msys2/condaconfig--setshow_channel_urlsyes1.3.2OpenCV-Python安装Conda的优势：可以将不同的软件版本可以按照在同一台电脑②

为OpenCV-Python准备环境condacreate-nopencv4.7python=3.91.3.2OpenCV-Python安装③

切换到OpenCV-Python环境condaactivateopencv4.7④

将pip切换为国内源pipconfigsetglobal.index-url/simple⑤

安装OpenCV4.7版本pipinstallopencv-python==21.3.2OpenCV-Python安装⑥验证Opencv-Python是否安装成功pythonimportcv2print(cv2.__version__)1.3.3PyCharm安装及配置PyCharm下载网址为/pycharm/download/#section=windows如果有edu邮箱，可以下载专业版（Professional），否则可以下载社区版（Community）。PyCharm的使用①②③④项目创建开发环境选择1.3.3PyCharm安装及配置程序主界面创建Python程序1.3.3PyCharm安装及配置编写代码及运行创建Python程序1.3.3PyCharm安装及配置编写代码及运行031.4小结及作业总结课程总结本章对计算机视觉的基本概念、基本任务和应用场景进行了概述，并对计算机视觉工具库Op