1장 OpenCV 개요

목차

• 컴퓨터 비전과의 만남

  • 컴퓨터 비전 개요와 응용분야
  • 영상의 표현방법
  • 영상 파일 형식 특징

• OpenCV와의 만남

  • OpenCV 개요와 특징
  • Python, OpenCV-Python, VS Code 설치

• OpenCV 프로그래밍

  • HelloCV: 영상 화면 출력

컴퓨터 비전이란?

컴퓨터 비전(Computer Vision)은 기계의 시각에 해당하는 부분을 연구하는 컴퓨터 과학의 최신 연구 분야 중 하나이다.

공학적인 관점에서, 컴퓨터 비전은 인간의 시각이 할 수 있는 몇 가지 일을 수행하는 자율적인 시스템을 만드는 것을 목표로 한다 (많은 경우에는 인간의 시각을 능가하기도 한다). 그리고 과학적 관점에서는 컴퓨터 비전은 이미지에서 정보를 추출하는 인공 시스템 관련 이론에 관여한다.

컴퓨터 비전 관련 분야

수학이 가장 중요하다.

신호처리, 컴퓨터 과학도 많이 중요하다.

컴퓨터 비전 연구 분야

• 영상의 화질 개선
• 객체 검출(Object Detection)
• 분할(Segmentation)
• 인식(Recognition)
• 움직임 정보 추출 및 추적

컴퓨터 비전 응용 분야

1. 머신비전
   • 공장의 자동화
   • 높은 정확도와 빠른 처리 시간 요구
   • Real-Time 처리
2. 인공지능 서비스
   • 인공지능 로봇, 자율 주행 자동차
   • Computer Vision + Sensor Fusion + Deep Learning
   • 아마존 고, 자율주행자동차..등

영상 표현 방법

• 그레이 스케일 영상
  • 색상 정보가 없어 오직 밝기 정보만으로 구성된 영상
  • 밝기 정보를 256단계로 표현 ⇒ 0으로 갈수록 어두워짐.
    

• 트루 컬러 영상
  • 컬러 사진처럼 색상 정보를 가지고 있어 다양한 색상을 표현할 수 있는 영상
  • RGB ⇒ $256^3$ = 16777216 색상 표현 가능
    

- C언어의 경우 밑에 처럼 3개가 1픽셀로 묶여서 작동
- Python의 경우 오른쪽처럼 색깔별로 만들어 3차원으로 표현

• 데이터 크기 분석

  • 그레이스케일 영상

    • 가로 X 세로 bytes

  • 트로 컬러 영상
    - 가로 X 세로 X 3 bytes

    ※주의

    영상은 1920 X 1080이면 가로 X 세로 이지만, 컴퓨터는 세로 X 가로이다.

• 파일 형식 특징
  • BMP
    • 데이터를 압축하지 않고 저장.
    • 파일 구조가 단순해서 별도의 랄이브러리 도움 없이 직접 입출력 프로그래밍 가능
  • JPG
    • 사진과 같은 컬러 영상을 저장하기 위해 사용
    • 손실압축
    • 압축률이 좋아 용량이 많이 감소해 디카의 포맷으로 많이 씀
  • GIF
    • 256 생상 이하의 영상을 저장 → 일반 사진을 저장 시 화질 열화가 심함
    • 무손실 압축
    • 움직일 수 있음
  • PNG
    • Portable Network Graphics
    • 무손실 압축
    • 알파 채널(투명도)을 지원

OpenCV 개요

• What is OpenCV?

  • Open Source
  • Computer Vision & Machine Learning
  • Software Library

• Why OpenCV?

  • BSD License
  • Multiple interface → C, C++, Python, Java ....
  • Optimized
  • Multiple Platform
  • GPU possible