The OpenCV Reference Manual
Release 2.4.6.0
July 01, 2013
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3 Dynamic Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.4 Operations on Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.5 Drawing Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
2.6 XML/YAML Persistence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
2.7 XML/YAML Persistence (C API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
2.8 Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
2.9 Utility and System Functions and Macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3 imgproc. Image Processing 223
3.1 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
3.2 Geometric Image Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
3.3 Miscellaneous Image Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
3.4 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
3.5 Structural Analysis and Shape Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
3.6 Motion Analysis and Object Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
3.7 Feature Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
3.8 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
4 highgui. High-level GUI and Media I/O 319
4.1 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
4.2 Reading and Writing Images and Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
4.3 Qt New Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
5 video. Video Analysis 341
5.1 Motion Analysis and Object Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
6 calib3d. Camera Calibration and 3D Reconstruction 355
6.1 Camera Calibration and 3D Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
7 features2d. 2D Features Framework 387
7.1 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
7.2 Common Interfaces of Feature Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
7.3 Common Interfaces of Descriptor Extractors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
7.4 Common Interfaces of Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
i
7.5 Common Interfaces of Generic Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
7.6 Drawing Function of Keypoints and Matches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
7.7 Object Categorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
8 objdetect. Object Detection 421
8.1 Cascade Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
8.2 Latent SVM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
9 ml. Machine Learning 433
9.1 Statistical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
9.2 Normal Bayes Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
9.3 K-Nearest Neighbors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
9.4 Support Vector Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
9.5 Decision Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
9.6 Boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
9.7 Gradient Boosted Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
9.8 Random Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
9.9 Extremely randomized trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
9.10 Expectation Maximization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
9.11 Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
9.12 MLData . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
10 flann. Clustering and Search in Multi-Dimensional Spaces 485
10.1 Fast Approximate Nearest Neighbor Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
10.2 Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
11 gpu. GPU-accelerated Computer Vision 491
11.1 GPU Module Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
11.2 Initalization and Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
11.3 Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
11.4 Operations on Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
11.5 Per-element Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
11.6 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
11.7 Matrix Reductions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
11.8 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
11.9 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
11.10 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
11.11 Camera Calibration and 3D Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
11.12 Video Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
12 photo. Computational Photography 603
12.1 Inpainting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
12.2 Denoising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
13 stitching. Images stitching 607
13.1 Stitching Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
13.2 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
13.3 High Level Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
13.4 Camera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
13.5 Features Finding and Images Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612
13.6 Rotation Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
13.7 Autocalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
13.8 Images Warping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
13.9 Seam Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627
13.10 Exposure Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630
ii
13.11 Image Blenders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632
14 nonfree. Non-free functionality 635
14.1 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
15 contrib. Contributed/Experimental Stuff 643
15.1 Stereo Correspondence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
15.2 FaceRecognizer - Face Recognition with OpenCV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
15.3 Retina : a Bio mimetic human retina model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719
15.4 OpenFABMAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
16 legacy. Deprecated stuff 733
16.1 Motion Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733
16.2 Expectation Maximization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
16.3 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738
16.4 Planar Subdivisions (C API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
16.5 Feature Detection and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
16.6 Common Interfaces of Descriptor Extractors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754
16.7 Common Interfaces of Generic Descriptor Matchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755
17 ocl. OpenCL-accelerated Computer Vision 763
17.1 OpenCL Module Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763
17.2 Data Structures and Utility Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
17.3 Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766
17.4 Operations on Matrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769
17.5 Matrix Reductions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779
17.6 Image Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780
17.7 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786
17.8 Object Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793
17.9 Feature Detection And Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795
18 superres. Super Resolution 807
18.1 Super Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
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