### 树莓派安装OpenCV教程详解
#### 一、前言
树莓派作为一款微型计算机硬件平台，因其小巧的体积与强大的功能而受到广大DIY爱好者与工程师的青睐。OpenCV（开源计算机视觉库）是一种广泛使用的计算机视觉和机器学习软件库，能够帮助开发者实现图像处理和识别等多种功能。将树莓派与OpenCV结合，可以应用于智能监控、机器人视觉等多个领域。
本教程旨在详细介绍如何在树莓派上安装OpenCV 3.0，并提供一些实用的技巧来加速安装过程，帮助读者快速搭建起开发环境。该教程适合初学者及有一定基础的用户参考。
#### 二、准备工作
在开始安装之前，请确保你的树莓派已经连接到互联网，并且安装了最新的操作系统版本。推荐使用Raspbian Jessie，这是一个基于Debian的发行版，专门为树莓派设计。
#### 三、更新系统
我们需要更新系统以确保所有软件包都是最新版本：
```bash
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo rpi-update
```
以上命令分别用于更新软件包列表、升级现有软件包以及更新树莓派的固件。
#### 四、安装构建工具
接下来安装一些构建OpenCV所需的工具：
```bash
sudo apt-get install build-essential git cmake pkg-config
```
`build-essential` 包含了编译C/C++程序所需的基本工具；`git` 用于从GitHub下载OpenCV源代码；`cmake` 是一个跨平台的自动化构建系统；`pkg-config` 用来管理配置文件。
#### 五、安装图像处理相关库
为了支持OpenCV的各种图像处理功能，还需要安装一系列的图像处理库：
1. **JPEG 支持**：
```bash
sudo apt-get install libjpeg8-dev
```
2. **TIFF 支持**：
```bash
sudo apt-get install libtiff5-dev
```
3. **JASPER 支持**：
```bash
sudo apt-get install libjasper-dev
```
4. **PNG 支持**：
```bash
sudo apt-get install libpng12-dev
```
#### 六、视频I/O支持
为了使OpenCV能够处理视频输入输出，还需要安装以下库：
```bash
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev
```
#### 七、GUI支持
安装GTK+库以支持OpenCV中的GUI功能：
```bash
sudo apt-get install libgtk2.0-dev
```
#### 八、优化性能
为了提高OpenCV的运行效率，还需要安装以下数学库：
```bash
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran
```
#### 九、下载OpenCV源码
现在我们可以从GitHub下载OpenCV源码：
```bash
cd /home/pi
git clone https://github.com/Itseez/opencv.git
cd opencv
git checkout 3.0.0
```
#### 十、下载OpenCV Contrib模块
OpenCV Contrib模块包含了一些额外的功能，可以通过以下命令下载：
```bash
cd /home/pi
git clone https://github.com/Itseez/opencv_contrib.git
cd opencv_contrib
git checkout 3.0.0
```
#### 十一、安装Python支持
由于Python是OpenCV的重要组成部分之一，我们需要安装Python开发包：
```bash
sudo apt-get install python2.7-dev
```
接着安装pip工具以便于管理Python依赖：
```bash
wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py
sudo python get-pip.py
```
最后安装虚拟环境管理工具：
```bash
sudo pip install virtualenv virtualenvwrapper
sudo rm -rf ~/.cache/pip
```
#### 十二、配置虚拟环境
创建虚拟环境并激活：
```bash
sudo vim ~/.profile
```
在文件末尾添加以下内容：
```bash
export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs
export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python2.7
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh
```
保存并退出，然后运行以下命令使配置生效：
```bash
source ~/.profile
mkvirtualenv --python=/usr/bin/python2.7 opencv
workon opencv
```
#### 十三、编译OpenCV
在安装完所有必要的库之后，就可以开始编译OpenCV了。这部分涉及具体的配置选项和编译步骤，根据实际情况调整。由于编译过程可能会消耗较长时间，建议在此过程中进行其他活动，比如观看一部电影。
#### 十四、测试OpenCV
安装完成后，可以通过加载示例图片或视频来测试OpenCV是否正常工作。例如，使用Python脚本来加载一张图片并显示出来。
#### 总结
通过以上步骤，你已经成功地在树莓派上安装了OpenCV 3.0及其相关的库。虽然整个过程可能较为繁琐，但一旦完成，你就有了一个强大的工具来实现各种图像处理任务。希望这份教程能帮助你在树莓派上的OpenCV开发之旅中少走弯路。
