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The OpenCV Reference Manual
Release 2.4.13.2
December 20, 2016
CONTENTS
1 Introduction 1
1.1 API Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 core. The Core Functionality 7
2.1 Basic Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 Basic C Structures and Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.3 Dynamic Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.4 Operations on Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.5 Drawing Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.6 XML/YAML Persistence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
2.7 XML/YAML Persistence (C API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
2.8 Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
2.9 Utility and System Functions and Macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
2.10 OpenGL interoperability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
3 imgproc. Image Processing 239
3.1 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
3.2 Geometric Image Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
3.3 Miscellaneous Image Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
3.4 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
3.5 Structural Analysis and Shape Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
3.6 Motion Analysis and Object Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
3.7 Feature Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
3.8 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
4 highgui. High-level GUI and Media I/O 341
4.1 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
4.2 Reading and Writing Images and Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
4.3 Qt New Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
5 video. Video Analysis 365
5.1 Motion Analysis and Object Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
6 calib3d. Camera Calibration and 3D Reconstruction 381
6.1 Camera Calibration and 3D Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
7 features2d. 2D Features Framework 423
7.1 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
7.2 Common Interfaces of Feature Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
7.3 Common Interfaces of Descriptor Extractors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
7.4 Common Interfaces of Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
i
7.5 Common Interfaces of Generic Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
7.6 Drawing Function of Keypoints and Matches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
7.7 Object Categorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
8 objdetect. Object Detection 459
8.1 Cascade Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
8.2 Latent SVM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
9 ml. Machine Learning 471
9.1 Statistical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
9.2 Normal Bayes Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
9.3 K-Nearest Neighbors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
9.4 Support Vector Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
9.5 Decision Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
9.6 Boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
9.7 Gradient Boosted Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
9.8 Random Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
9.9 Extremely randomized trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
9.10 Expectation Maximization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
9.11 Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
9.12 MLData . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
10 flann. Clustering and Search in Multi-Dimensional Spaces 523
10.1 Fast Approximate Nearest Neighbor Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
10.2 Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
11 gpu. GPU-accelerated Computer Vision 529
11.1 GPU Module Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
11.2 Initalization and Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
11.3 Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
11.4 Operations on Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
11.5 Per-element Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
11.6 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
11.7 Matrix Reductions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
11.8 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579
11.9 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
11.10 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
11.11 Camera Calibration and 3D Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
11.12 Video Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620
12 photo. Computational Photography 643
12.1 Inpainting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
12.2 Denoising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
13 stitching. Images stitching 647
13.1 Stitching Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
13.2 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648
13.3 High Level Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648
13.4 Camera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652
13.5 Features Finding and Images Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652
13.6 Rotation Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
13.7 Autocalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
13.8 Images Warping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662
13.9 Seam Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
13.10 Exposure Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
ii
13.11 Image Blenders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
14 nonfree. Non-free functionality 675
14.1 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
15 contrib. Contributed/Experimental Stuff 683
15.1 Stereo Correspondence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683
15.2 FaceRecognizer - Face Recognition with OpenCV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685
15.3 Retina : a Bio mimetic human retina model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
15.4 OpenFABMAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768
16 legacy. Deprecated stuff 775
16.1 Motion Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775
16.2 Expectation Maximization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776
16.3 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780
16.4 Planar Subdivisions (C API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782
16.5 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
16.6 Common Interfaces of Descriptor Extractors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796
16.7 Common Interfaces of Generic Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797
17 ocl. OpenCL-accelerated Computer Vision 805
17.1 OpenCL Module Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805
17.2 Data Structures and Utility Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
17.3 Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808
17.4 Operations on Matrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
17.5 Matrix Reductions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823
17.6 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825
17.7 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840
17.8 ml.Machine Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846
17.9 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849
17.10 Feature Detection And Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851
17.11 Video Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861
17.12 Camera Calibration and 3D Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872
18 superres. Super Resolution 879
18.1 Super Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879
19 viz. 3D Visualizer 881
19.1 Viz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881
19.2 Widget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
Bibliography 919
iii
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