基于树莓派4B的OpenCV安装与简单应用（真速通版）_树莓派opencv

前言：本文为手把手教学树莓派4B的OpenCV安装与简单应用（真速通版本），树莓派4B最为目前最新款的树莓派家族一员深受创客和开发者喜爱。树莓派4B作为一款搭载 Cortex-A72 系列芯片的板载电脑，其不仅可以作为简单的 MCU 进行控制方面开发，更可以凭借其高计算性能进行深度学习的图像处理。说到深度学习和图像处理自然离开不了 OpenCV 这个工具。作者将用本篇博客帮助大家真正实现速通树莓派4B的OpenCV安装，并进行简单的应用教学。（镜像与附件安装包文见篇章末尾！）

硬件实物图：

效果图：

一、树莓派4B概述

树莓派(Raspberry Pi)是一款基于ARM的微型电脑主板，旨为学生编程教育而设计，其系统基于Linux，由注册于英国的慈善组织 “Raspberry Pi 基金会”开发，Eben.Upton为项目带头人。别看其外表“娇小” ，内“心”去很强大，上网、看视频、听音乐等功能都有，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。自问世以来，受众多计算机发烧友和创客的追捧。

目前，市场上有多种型号Raspberry Pi，具体如下表 1 树莓派参数对比：

树莓派主流操作系统(OS)：(1)、NOOBS；(2)、Raspbian；(3)、第三方系统；
适合树莓派的发行版版本很多，足以满足不同人群的需求。 官方推荐的有 NOOBS 和 Raspbian， Raspbian（单纯的 Arm 版的 Linux 系统，基于 Debian） 是当前实用最广泛的操作系统。第三方 OS 都有其自身风格，如果需求只是某一方面的功能，那么选择第三方也是可以的。

树莓派官网镜像地址：Raspberry Pi OS – Raspberry Pi

补充说明：树莓派官网下载的镜像建议为带桌面版本的，这样方便后续VNC查看桌面进行设置。如果想走OpenCV速通版本，建议使用作者博客篇末的镜像资源！

二、OpenCV

2.1 OpenCV概述

OpenCV 是 Intel® 开源计算机视觉库。它由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。OpenCV 拥有包括 300 多个 C 函数的跨平台的中、高层 API 。它不依赖于其它的外部库——尽管也可以使用某些外部库。OpenCV 对非商业应用和商业应用都是免费(FREE)的。

它有以下特点：
(1) 开放的C/C++源码
(2) 基于Intel处理器指令集开发的优化代码
(3) 统一的结构和功能定义
(4) 强大的图像和矩阵运算能力
(5) 方便灵活的用户接口
(6) 同时支持MS-WINDOWS、LINUX平台

作为一个基本的计算机视觉、图像处理和模式识别的开源项目，OpenCV 可以直接应用于很多领域，作为第二次开发的理想工具。特别是新版的 OpenCV 中提供了大量的 Python 接口，极大的简化了 OpenCV 函数的调用，使得使用者可以更为方便的利用 OpenCV 实现各种功能。

opencv官网：OpenCV - Open Computer Vision Library

2.2 OpenCV安装

作者说明：树莓派4B安装OpenCV极其需要版本对应，比如python版本与OpenCV包的对应，依赖库的对应，numpy的对应等。如果，读者朋友初次尝安装OpenCV建议直接使用作者的镜像和依赖包！

作者默认读者朋友不管是通过屏幕还是VNC等操作成功连接树莓派终端，如果这步没有实现的话，建议去搜索一下教程。

作者通过SSH协议和MobaXterm软件实现连接树莓派4B终端：

VNC远程挂载树莓派桌面（作者手机热点卡，所以还是接屏幕了）：

1、安装好树莓派官方镜像：raspios，查看python3和python版本；

作者提供的镜像python3的版本是python3.7.3（老旧的稳定版本），强烈建议别用python3.9版本的镜像，配套的opencv库依赖会出现一堆问题（全都是版本过高或者彼此不兼容）

2、下载 opencv-python 和 opencv-contrib-python 库；

opencv-python地址：piwheels - opencv-python

opencv-contrib-python地址：piwheels - opencv-contrib-python

直接使用指令下载这两个库文件巨慢而且很容易失败，所以作者建议在PC端下载好whl包之后通过XobaXterm软件传输给树莓派4B，然后通过指令直接进行安装。

选择的whl包也需要和自己镜像系统的python版本对应，cp37对应python3.7版本，cp39则对应python3.9版本，armv7l则是通过指令：uname -a进行查询！

作者的速通版本是直接使用作者提供好的whl和镜像直接安装，具体如下：

将作者提供的whl包直接全选后拉中导入树莓派4B的Download中：

作者提供的whl包和镜像是完美对应的，所以安装起来会畅通无阻，不会报错。

使用如下代码进行安装whl包：

#首先cd到Download文件夹吓
cd Download
#分别使用如下2指令安装whl包
pip3 install opencv-py（按Tab键自动补全）
pip3 install opencv-con（按Tab键自动补全）

之后分别使用如下指令进行安装依赖的numpy和 

sudo apt-get install python3-h5py
pip3 install numpy （按Tab键自动补全）

opencv依赖的其他库安装：

sudo apt-get install libhdf5-dev
sudo apt-get install libatlas-base-dev
sudo apt-get install libjasper-dev
sudo apt-get install libqt4-test
sudo apt-get install libqtgui4
sudo apt-get update

安装上述步骤走完基本就已经成功安装OpenCV了，搭配作者的镜像和whl包基本不好出任何问题，接下来我们试试启动OpenCV！ 

python3
import cv2 # 检查导入成功

三、OpenCV的简单应用

3.1 树莓派4B摄像头使能

部分树莓派4B的镜像默认是不使能摄像头Camera的，所以，OpenCV调用摄像头可能会出现警告进而失败。所以，这里我们需要先使能Camera。

打开树莓派4B的终端（Crtl+Alt+t）之后输入一下打开配置指令：

sudo raspi-config

按照以下步骤找到摄像头选项，打开树莓派的摄像头功能。

打开后使用reboot命令重启树莓派，至此摄像头已经能够在树莓派上使用啦。

3.2 OpenCV应用

OpenCV就是基于图像处理的，这里我们利用OpenCV实现摄像头Camera进行拍照保存！

打开树莓派4B的 Thonny Python IDE 软件： 

Python代码：

import cv2
import numpy as np
 
cap = cv2.VideoCapture(0)
while(1):
 # get a frame
 ret, frame = cap.read()
 # show a frame
 cv2.imshow("capture", frame)
 
 if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
 #退出并拍照
  cv2.imwrite("takephoto2.jpg", frame)
  print("take Photo Ok")
  break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

上述代码，通过OpenCV打开摄像头Camera，之后将图像显示在窗口上，按“q”退出程序，并拍照保存！

四、项目效果

4.1 代码视频

4.2 作者有话

本篇博客为作者树莓派专栏第一篇博客，帮助大家速通安装 OpenCV。后续作者将会利用树莓派4B作为载体帮助大家进行深度学习的实战！部署如：YOLOv5，YOLOv5-Lite等目标检测网络。同时也会将深度学习与嵌入式控制结合起来，帮助大家成功快速入门嵌入式AI！（后续也会有Jeston Nano开发板的坏境搭配教学，感兴趣的可以关注一波！）

五、项目代码

代码地址：基于树莓派4B的OpenCV安装速通版本的资源包资源-CSDN文库

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