智能硬件與機(jī)器視覺：基于樹莓派、Python和OpenCV

智能硬件與機(jī)器視覺：基于樹莓派、Python和OpenCV讀書筆記模板01思維導(dǎo)圖讀書筆記作者介紹內(nèi)容摘要目錄分析精彩摘錄目錄0305020406思維導(dǎo)圖視覺硬件樹莓視覺機(jī)器機(jī)器視頻案例小結(jié)視頻樹莓圖像第章代碼檢測準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)相機(jī)人臉本書關(guān)鍵字分析思維導(dǎo)圖內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要本書圍繞“低成本玩轉(zhuǎn)樹莓派”這個主題，講解了如何利用樹莓派、OpenCV和Python等軟硬件搭建一個低成本的智能硬件平臺，并在其上實(shí)現(xiàn)圖像分析、文字識別、人臉識別與追蹤、視頻監(jiān)控等機(jī)器視覺功能。全書一共11章。第1～4章首先講解了機(jī)器視覺在智能硬件領(lǐng)域的應(yīng)用場景以及智能硬件上4種常見的機(jī)器視覺技術(shù)方案；然后講解了樹莓派和OpenCV的安裝、配置以及其他準(zhǔn)備工作；最后通過一些簡單的案例和代碼教讀者使用OpenCV。第5～11章是本書的核心內(nèi)容，通過幾個具體的綜合案例講解了如何使用樹莓派低成本玩轉(zhuǎn)如下機(jī)器視覺場景：拍攝照片和視頻、處理相機(jī)的原始數(shù)據(jù)、道路和商場的人流統(tǒng)計(jì)、道路信息的文字識別、人臉識別與追蹤、中央AI視頻監(jiān)控等。以上案例循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，所有代碼均可在樹莓派上運(yùn)行，并可輕松移植到任何ARM開發(fā)板上。讀書筆記讀書筆記讀起來很順暢，內(nèi)容也是我最近特別感興趣的方面。目錄分析1.1機(jī)器視覺在智能硬件領(lǐng)域的應(yīng)用1.3本章小結(jié)1.2智能硬件上的機(jī)器視覺技術(shù)方案選型第1章智能硬件與機(jī)器視覺1.1機(jī)器視覺在智能硬件領(lǐng)域的應(yīng)用1.1.1機(jī)器視覺在智慧城市的應(yīng)用1.1.2機(jī)器視覺與5G的協(xié)同效應(yīng)1.2智能硬件上的機(jī)器視覺技術(shù)方案選型1.2.1方案A：樹莓派1.2.2方案B：BeagleBoard1.2.3方案C：NVIDIAJetson1.2.4方案D：GoogleCoralDevBoard+EdgeTPU2.1刷寫系統(tǒng)2.2硬件連接2.3Linux系統(tǒng)的基本操作2.4遠(yuǎn)程連接樹莓派第2章樹莓派軟硬件準(zhǔn)備2.6本章小結(jié)2.5使用相機(jī)模塊拍攝一張照片第2章樹莓派軟硬件準(zhǔn)備2.3Linux系統(tǒng)的基本操作2.3.1Linux常用命令2.3.2Vim編輯器的使用2.4遠(yuǎn)程連接樹莓派2.4.1使用SSH連接樹莓派2.4.2使用VNC連接樹莓派3.1使用pip安裝OpenCV3.3本章小結(jié)3.2樹莓派源碼編譯安裝OpenCV4第3章安裝OpenCV3.1使用pip安裝OpenCV3.1.1在Ubuntu上使用pip安裝OpenCV3.1.2在macOS上使用pip安裝OpenCV3.1.3在樹莓派上使用pip安裝OpenCV3.1.4注意事項(xiàng)3.2樹莓派源碼編譯安裝OpenCV43.2.1擴(kuò)展TF卡并安裝依賴3.2.2下載OpenCV43.2.3為OpenCV4搭建基于Python3的虛擬環(huán)境3.2.4構(gòu)建和編譯OpenCV43.2.5測試OpenCV43.2.6可能遇到的問題4.1開始前的準(zhǔn)備4.2OpenCV圖像簡單處理4.3OpenCV圖像對象計(jì)數(shù)4.4本章小結(jié)第4章通過案例手把手入門OpenCV4.1開始前的準(zhǔn)備4.1.1環(huán)境準(zhǔn)備4.1.2項(xiàng)目代碼準(zhǔn)備4.2OpenCV圖像簡單處理4.2.1加載和顯示圖像4.2.2訪問單個像素4.2.3數(shù)組切片和裁剪4.2.4調(diào)整圖像大小4.2.5旋轉(zhuǎn)圖像4.2.6平滑圖像4.2.7在圖像上繪圖4.2.8運(yùn)行第一個OpenCV教程的Python腳本4.3OpenCV圖像對象計(jì)數(shù)4.3.1目標(biāo)對象計(jì)數(shù)4.3.2將圖像轉(zhuǎn)換為灰階4.3.3邊緣檢測4.3.4閾值處理4.3.5檢測和繪制輪廓4.3.6腐蝕和膨脹4.3.7蒙版和按位操作4.3.8運(yùn)行第二個OpenCV教程的Python腳本5.2使用攝像頭拍攝照片5.1安裝picamera環(huán)境第5章使用Python拍攝照片、視頻5.4本章小結(jié)5.3使用攝像頭拍攝視頻第5章使用Python拍攝照片、視頻5.1安裝picamera環(huán)境5.1.1安裝Raspbian系統(tǒng)5.1.2安裝其他系統(tǒng)5.1.3升級相機(jī)固件5.1.4安裝樹莓派攝像頭模組5.1.5控制V1版的LED燈5.2使用攝像頭拍攝照片5.2.1捕獲照片并存為文件5.2.2捕獲照片并存為流5.2.3捕獲照片并存為PIL圖像5.2.4捕獲調(diào)整了大小的圖像5.2.5快拍和連拍的技巧5.2.6捕獲延時(shí)攝影序列5.2.7弱光下拍照5.2.8網(wǎng)絡(luò)直播5.3使用攝像頭拍攝視頻5.3.1錄制視頻文件5.3.2錄制視頻流5.3.3錄制拆分為多個文件5.3.4錄制循環(huán)視頻流5.3.5錄制網(wǎng)絡(luò)視頻流5.3.6視頻預(yù)覽疊加圖像加水印5.3.7視頻輸出疊加文本、時(shí)間戳6.1捕獲并直接編碼6.2多種捕獲方法6.3樹莓派相機(jī)的實(shí)際應(yīng)用6.4常見錯誤集錦6.5本章小結(jié)12345第6章使用Python處理相機(jī)原始數(shù)據(jù)6.1捕獲并直接編碼6.1.1捕獲并編碼為numpy數(shù)組6.1.2捕獲并編碼為opencv對象6.1.3捕獲未編碼圖像（YUV）6.1.4捕獲編碼圖像（RGB）6.1.5自定義編碼器6.2多種捕獲方法6.2.1錄像時(shí)截屏6.2.2多種分辨率下錄制6.2.3特殊文件輸出6.2.4Bayer-Raw數(shù)據(jù)獲取6.3樹莓派相機(jī)的實(shí)際應(yīng)用6.3.1自定義輸出：運(yùn)動檢測相機(jī)的代碼實(shí)現(xiàn)6.3.2循環(huán)視頻流切割：行車記錄儀碰撞預(yù)警功能6.3.3快速捕獲和處理：連拍算法實(shí)現(xiàn)6.3.4錄制未經(jīng)編碼的視頻：顏色檢測6.3.5快速捕獲和流傳輸：網(wǎng)絡(luò)流直播6.3.6網(wǎng)絡(luò)流媒體：結(jié)合網(wǎng)頁技術(shù)直播6.3.7錄制運(yùn)動矢量數(shù)據(jù)：檢測視頻中的手勢7.1原理解析7.2軟件環(huán)境準(zhǔn)備7.3使用Python實(shí)現(xiàn)人群計(jì)數(shù)器7.4本章小結(jié)第7章道路、商場人流統(tǒng)計(jì)7.1原理解析7.1.1目標(biāo)檢測與目標(biāo)追蹤7.1.2形心追蹤算法原理7.1.3人群計(jì)數(shù)器原理7.3使用Python實(shí)現(xiàn)人群計(jì)數(shù)器7.3.1目錄結(jié)構(gòu)7.3.2形心追蹤器類CentroidTracker的實(shí)現(xiàn)7.3.3追蹤目標(biāo)類TrackableObject的實(shí)現(xiàn)7.3.4人群計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)7.3.5樹莓派人群計(jì)數(shù)器測試8.1EAST深度學(xué)習(xí)模型8.2檢測圖片中的文字8.3檢測視頻中的文字8.4對文字內(nèi)容進(jìn)行識別8.5本章小結(jié)12345第8章道路信息文字識別8.1EAST深度學(xué)習(xí)模型8.1.1EAST模型簡介8.1.2相關(guān)軟件包的安裝8.1.3項(xiàng)目工程結(jié)構(gòu)8.2檢測圖片中的文字8.2.1代碼編寫和解讀8.2.2效果測試8.3檢測視頻中的文字8.3.1代碼編寫和解讀8.3.2效果測試8.4對文字內(nèi)容進(jìn)行識別8.4.1Tesseract介紹和安裝8.4.2使用Tesseract實(shí)現(xiàn)文字識別的原理8.4.3代碼編寫和解讀8.4.4效果測試9.1核心原理和效果簡介9.2環(huán)境準(zhǔn)備和代碼編寫9.3測試人臉跟蹤效果9.4本章小結(jié)第9章簡單人臉追蹤9.2環(huán)境準(zhǔn)備和代碼編寫9.2.1使用Python實(shí)現(xiàn)形心追蹤算法9.2.2人臉追蹤的實(shí)現(xiàn)9.3測試人臉跟蹤效果9.3.1測試效果9.3.2缺陷與不足10.1總體設(shè)計(jì)思路10.2軟件環(huán)境準(zhǔn)備10.3編寫代碼10.4使用PID調(diào)節(jié)二自由度云臺10.5本章小結(jié)12345第10章人臉追蹤安防攝像頭10.1總體設(shè)計(jì)思路10.1.1硬件組裝清單10.1.2PID控制反饋算法10.1.3人臉識別算法：基于Haar特征的級聯(lián)分類器10.2軟件環(huán)境準(zhǔn)備10.2.1將smbus安裝在py3cv3環(huán)境中10.2.2打開樹莓派的Camera接口并安裝驅(qū)動10.2.3安裝gpiozero10.2.4安裝imutils10.3編寫代碼10.3.1項(xiàng)目結(jié)構(gòu)10.3.2實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)反饋機(jī)制：PIDController10.3.3在視頻中檢測到人臉10.3.4使用GPIOZERO進(jìn)行舵機(jī)控制10.4使用PID調(diào)節(jié)二自由度云臺10.4.1PID參數(shù)調(diào)試10.4.2運(yùn)行二自由度人臉追蹤攝像頭11.1網(wǎng)絡(luò)傳輸OpenCV幀11.2ImageZMQ消息傳遞系統(tǒng)11.3多路樹莓派攝像頭配置11.4配置中央監(jiān)控室服務(wù)器端和Caffe框架第11章多路攝像頭中央AI監(jiān)控11.6本章小結(jié)11.5使用OpenCV實(shí)現(xiàn)視頻流網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?1章多路攝像頭中央AI監(jiān)控11.1網(wǎng)絡(luò)傳輸OpenCV幀11.1.1實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和方法11.1.2消息傳遞的概念11.1.3項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)流程11.2ImageZMQ消息傳遞系統(tǒng)11.2.1什么是ZMQ11.2.2基于ZMQ的圖片消息傳遞庫：ImageZMQ11.2.3ImageZMQ依賴的軟件包11.2.4項(xiàng)目整體介紹11.3多路樹莓派攝像頭配置11.3.1配置樹莓派客戶端的主機(jī)名11.3.2樹莓派發(fā)送OpenCV視頻流11.3.3將代碼放到樹莓派目錄中11.4配置中央監(jiān)控室服務(wù)器端和Caffe