Компьютерное зрение на Python. Первые шаги (388,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Э. Д. ШаШакикирьянов КОМОМПЬЮЬЮТЕРНОНОЕ ЗРЕНРЕНИЕ НА PYTHOHON ПЕРВЫЕ ШАГИ Электронное издание ® Лаборатория знаний 2021 Москва

Стр.2

УДК 087.5+004.42+004.896 ББК 32.81+32.973 Ш17 С е р и я о с н о в а н а в 2020 г. Шакирьянов Э. Д. Ш17 Компьютерное зрение на Python . Первые шаги / ○R Э. Д. Шакирьянов.—Электрон. изд. —М. : Лаборатория знаний, 2021. —163 с. —(Школа юного инженера).—Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-944-2 В книге изложен учебный курс для школьников, начинающих изучать компьютерное зрение с языком программирования Python и библиотекой OpenCV. Описаны особенности установки языка Python, различных библиотек, в том числе OpenCV, и операционной системы Raspbian. Материал разделен на три отдельные темы: программирование на Python, поиск и выделение цветных объектов на графическом изображении и в видеопотоке средствами OpenCV, программирование колесной робоплатформы под управлением Raspberry Pi 3, оснащенной CSI-камерой. Большую помощь читателю окажут многочисленные иллюстрации и листинги программных кодов, а также ссылки на источники и интернет-ресурсы. Книга будет полезна школьникам среднего и старшего возраста, педагогам дополнительного образования и всем начинающим изучать компьютерное зрение с помощью языка программирования Python и открытой библиотеки компьютерного зрения OpenCV-Python. УДК 087.5+004.42+004.896 ББК 32.81+32.973 Деривативное издание на основе печатного аналога: Компьютерное зрение на Python ○R . Первые шаги / Э. Д. Шакирьянов.— М. : Лаборатория знаний, 2021. —160 с. : ил. —(Школа юного инженера).—ISBN 978-5-00101-318-1. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-944-2 © Лаборатория знаний, 2021

Стр.3

Оглавление Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 Глава 1. Начало программирования на Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . О языке Python. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Установка Python и дополнительных библиотек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Синтаксис языка Python. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 7 8 Программирование на языке Python с помощью исполнителя Turtle 15 Turtle-методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Изучение функций с помощью графического исполнителя Turtle . . . . . . . 19 Методы TurtleScreen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Итоги главы 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Глоссарий к главе 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Список литературы к главе 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Глава 2. Начало работы с OpenCV-Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Установка библиотеки OpenCV-Python. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Основные операции в OpenCV-Python. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Открытие файла с изображением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Изменение размера изображения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Вырезка фрагмента изображения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Поворот изображения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Зеркальное отражение изображения по осям. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Сохранение изображения в файл на локальный диск. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Поиск объекта по цвету. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Цветовые пространства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Поиск объекта в цветовом пространстве HSV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Определение координат найденного объекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Отображение видео в OpenCV-Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Отображение видеоданных с web-камеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Отображение видеоданных из файла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Поиск цветных объектов на видео с помощью OpenCV-Python . . . . . . 65 Суммирование цветовых масок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Стр.4

4 Оглавление Настройка цветового фильтра средствами OpenCV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Поиск цветных объектов на видео в реальном времени. . . . . . . . . . . . . . . . 79 Выделение контуров объектов с помощью OpenCV-Python . . . . . . . . . . 84 Выделение прямоугольных и эллиптических контуров. . . . . . . . . . . . . . . . 90 Выделение прямоугольных контуров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Фильтрация прямоугольных контуров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Вычисление угла поворота прямоугольного контура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Выделение и фильтрация эллиптических контуров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Выделение контуров дорожных знаков в видеопотоке. . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Итоги главы 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Глоссарий к главе 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Список литературы к главе 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Глава 3. Программирование Raspberry Pi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Микрокомпьютеры Raspberry Pi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Установка операционной системы Raspbian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Установка OpenCV на Raspberry Pi 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Удаленное управление Raspberry Pi 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Подключение модулем камеры CSI для Raspberry Pi и захват видео 136 Управление моторами с помощью Raspberry Pi на примере робота AlphaBot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Программирование движения робота AlphaBot вдоль черной линии 149 Итоги главы 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Глоссарий к главе 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Список литературы к главе 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Стр.5