opencv-python

opencv-python

OpenCV的Python接口

opencv-python是OpenCV的预编译Python包,提供广泛的计算机视觉功能。支持主流桌面和服务器环境,包含完整和headless版本。易于安装使用,适合各级开发者的计算机视觉应用。定期随OpenCV更新,保证用户可使用最新算法和功能。

OpenCVPython计算机视觉图像处理机器学习Github开源项目

下载量

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OpenCV轮子版

预构建的仅CPU的Python OpenCV包。

如果您希望从源代码编译绑定以启用额外模块(如CUDA),请查看手动构建部分。

安装和使用

  1. 如果您之前手动安装了OpenCV(即不是通过pip安装的),请在安装前删除它,以避免冲突。

  2. 确保您的pip版本是最新的(最低支持版本为19.3):pip install --upgrade pip。使用pip -V检查版本。例如,Linux发行版通常附带非常旧的pip版本,这会导致许多意外问题,尤其是在使用manylinux格式时。

  3. 为您的环境选择正确的包:

    有四种不同的包(见下面的选项1、2、3和4),您应该只选择其中一个。不要在同一环境中安装多个不同的包。没有插件架构:所有包都使用相同的命名空间(cv2)。如果您在同一环境中安装了多个不同的包,请使用pip uninstall卸载它们,然后只重新安装一个包。

    a. 标准桌面环境包(Windows、macOS、几乎所有GNU/Linux发行版)

    • 选项1 - 主模块包:pip install opencv-python
    • 选项2 - 完整包(包含主模块和contrib/额外模块):pip install opencv-contrib-python(查看OpenCV文档中的contrib/额外模块列表)

    b. 服务器(无头)环境包(如Docker、云环境等),无GUI库依赖

    这些包比上面的两个包更小,因为它们不包含任何GUI功能(未与Qt/其他GUI组件一起编译)。这意味着这些包避免了对X11库的重度依赖,因此您可以获得更小的Docker镜像。如果您不使用cv2.imshow等函数,或者您使用其他包(如PyQt)而不是OpenCV来创建GUI,则应始终使用这些包。

    • 选项3 - 无头主模块包:pip install opencv-python-headless
    • 选项4 - 无头完整包(包含主模块和contrib/额外模块):pip install opencv-contrib-python-headless(查看OpenCV文档中的contrib/额外模块列表)
  4. 导入包:

    import cv2

    所有包都包含Haar级联文件。cv2.data.haarcascades可用作数据文件夹的快捷方式。例如:

    cv2.CascadeClassifier(cv2.data.haarcascades + "haarcascade_frontalface_default.xml")

  5. 阅读OpenCV文档

  6. 在提出新问题之前,请阅读下面的常见问题,并查看其他已经开放的问题。

常见问题

问:我是否需要单独安装OpenCV?

答:不需要,这些包是特殊的wheel二进制包,已经包含了静态编译的OpenCV二进制文件。

问:Pip安装失败,出现ModuleNotFoundError: No module named 'skbuild'

opencv-python 4.3.0.*版本以来,manylinux1轮子被manylinux2014轮子取代。如果您的pip太旧,它将尝试使用4.3.0.38中引入的新源代码分发来手动构建OpenCV,因为它不知道如何安装manylinux2014轮子。然而,源代码构建也会因为pip太旧而失败,因为它无法理解pyproject.toml中的构建依赖。要使用新的manylinux2014预构建轮子(或从源代码构建),您的pip版本必须 >= 19.3。请使用pip install --upgrade pip升级pip

问:在Windows上导入失败:ImportError: DLL load failed: The specified module could not be found.

答:如果在Windows上导入失败,请确保您已安装Visual C++可再发行组件2015。如果您使用的Windows版本低于Windows 10,且未安装最新的系统更新,可能还需要Universal C Runtime

Windows N和KN版本不包括OpenCV所需的Media Feature Pack。如果您使用的是Windows N或KN版本,请同时安装Windows Media Feature Pack

如果您使用的是Windows Server 2012+,可能也缺少媒体DLL;请在服务器管理器中安装名为"Media Foundation"的功能。请注意,一些帖子建议安装"Windows Server Essentials Media Pack",但这需要"Windows Server Essentials Experience"角色,而该角色会深刻影响您的Windows Server配置(如强制活动目录集成等);因此,只安装"Media Foundation"可能是更安全的选择。 如果上述方法无效,请检查您是否正在使用Anaconda。旧版本的Anaconda存在一个导致该错误的bug,请参阅此问题获取手动修复方法。

如果在检查了所有先前的解决方案后仍然遇到错误,请下载Dependencies并用它打开cv2.pyd文件(通常位于C:\Users\username\AppData\Local\Programs\Python\PythonXX\Lib\site-packages\cv2)来调试缺失的DLL问题。

问:我遇到了其他导入错误?

答:确保您已经移除了OpenCV Python绑定的旧手动安装(site-packages中的cv2.so或cv2.pyd)。

问:函数foo()或方法bar()返回错误结果、抛出异常或导致解释器崩溃。我该怎么办?

答:该仓库只包含OpenCV-Python包的构建脚本,而不包含OpenCV本身。OpenCV的Python绑定是在官方OpenCV仓库中开发的,那里是报告问题的最佳地方。在提交新的bug之前,请也查看OpenCV wiki官方OpenCV论坛

问:为什么这些包不包含非自由算法?

答:SURF等非自由算法不包含在这些包中,因为它们受专利保护/非自由,因此不能作为预编译二进制文件分发。请注意,由于专利过期,从OpenCV 4.3.0和3.4.10版本开始,SIFT已包含在构建中。更多信息请参见此问题:https://github.com/skvark/opencv-python/issues/126

问:为什么包名和导入名不同(opencv-python vs. cv2)?

答:对用户来说,理解opencv-pythoncv2更容易,也更方便通过搜索引擎找到该包。cv2(旧版OpenCV中的旧接口名为cv)是OpenCV开发者在创建绑定生成器时选择的名称。保留这个导入名是为了与网上各种教程保持一致。更改导入名称或行为也会让习惯于使用import cv2的有经验用户感到困惑。

opencv-python的文档

Windows构建状态 (Linux构建状态) (Mac OS构建状态)

该仓库的目标是为最常用的Python版本和平台提供打包每个新OpenCV发布版的方法。

CI构建过程

该项目的结构类似于普通的Python包,有一个标准的setup.py文件。构建矩阵中单个条目的构建过程如下(例如参见.github/workflows/build_wheels_linux.yml文件):

  1. 在Linux和MacOS构建中:获取我们编译所依赖的OpenCV可选C依赖项

  2. 检出仓库和子模块

    • OpenCV作为子模块包含在内,当有新的OpenCV发布时,版本由维护者手动更新
    • Contrib模块也作为子模块包含
  3. 从源代码中找出OpenCV版本

  4. 构建OpenCV

    • 禁用测试,否则构建时间会大幅增加
    • 每个构建组合有4个构建矩阵条目:带和不带contrib模块,带和不带GUI(无头)
    • Linux构建在manylinux Docker容器(CentOS 5)中运行
    • 源代码分发是构建矩阵中的单独条目
  5. 重新安排OpenCV的构建结果,添加我们的自定义文件并生成wheel

  6. Linux和macOS的wheel分别用auditwheel和delocate进行转换

  7. 安装生成的wheel

  8. 测试Python是否可以导入该库并运行一些健全性检查

  9. 使用twine将生成的wheel上传到PyPI(仅在发布构建中)

步骤1-4由pip wheel处理。

可以通过环境变量自定义构建。除了OpenCV构建接受的任何变量外,我们还识别:

  • CI_BUILD。设置为1以模拟CI环境构建行为。仅在CI构建中使用,强制在setup.py中启用某些构建标志。除非您知道自己在做什么,否则不要使用。
  • ENABLE_CONTRIBENABLE_HEADLESS。设置为1以构建contrib和/或无头版本
  • ENABLE_JAVA,设置为1以启用Java客户端构建。默认禁用。
  • CMAKE_ARGS。OpenCV的CMake调用的额外参数。您可以使用它进行自定义构建。

有关CI环境外手动构建的更多信息,请参见下一节。

手动构建

如果预构建的wheel中未启用某些依赖项,您也可以在本地运行构建以创建自定义wheel。

  1. 克隆此仓库:git clone --recursive https://github.com/opencv/opencv-python.git
  2. cd opencv-python
    • 如果需要,可以使用gitopencvopencv_contrib子模块中检出OpenCV的其他版本
  3. 如果需要,添加自定义Cmake标志,例如:export CMAKE_ARGS="-DSOME_FLAG=ON -DSOME_OTHER_FLAG=OFF"(在Windows中,根据命令行或PowerShell的不同,需要以不同方式设置环境变量)
  4. 通过ENABLE_CONTRIBENABLE_HEADLESS选择要构建的包类型:例如,如果想构建opencv-contrib-python,则export ENABLE_CONTRIB=1
  5. 运行pip wheel . --verbose。注意:确保使用最新版本的pippip wheel命令替代了旧的python setup.py bdist_wheel命令,后者不支持pyproject.toml
    • 根据你的硬件配置,这可能需要5分钟到2小时以上
  6. Pip会在构建过程结束时打印新wheel的位置。如果使用旧的setup.py文件方法,wheel包将放在dist文件夹中。包准备就绪,你可以随意处理。
    • 可选:在Linux上,如果需要最大程度的可移植性,可以使用某些manylinux镜像作为构建主机,并在构建后对wheel运行auditwheel
    • 可选:在macOS上使用delocate(类似于auditwheel但适用于macOS)以提高可移植性

手动调试构建

要以未优化的调试模式构建opencv-python,需要稍微绕过正常流程。

  1. 通过pip安装scikit-buildnumpy包。
  2. 运行命令python setup.py bdist_wheel --build-type=Debug
  3. 使用pip install dist/wheelname.whl安装dist/文件夹中生成的wheel文件。

如果你希望构建过程输出所有编译器命令,以下标志和环境变量组合在Linux上经测试可用:

export CMAKE_ARGS='-DCMAKE_VERBOSE_MAKEFILE=ON'
export VERBOSE=1

python3 setup.py bdist_wheel --build-type=Debug

更多讨论请参见此问题:https://github.com/opencv/opencv-python/issues/424

源代码分发

自OpenCV 4.3.0版本起,PyPI也提供源代码分发。这意味着如果你的系统与PyPI中的任何wheel不兼容,pip将尝试从源代码构建OpenCV。如果你需要PyPI中没有源代码分发的OpenCV版本,请按照上述手动构建指南操作,而不是这个。

你也可以强制pip从源代码分发构建wheel。例如:

  • pip install --no-binary opencv-python opencv-python
  • pip install --no-binary :all: opencv-python

如果需要contrib模块或无头版本,只需更改包名(不需要上一节的第4步)。但是,可以通过环境变量提供任何额外的CMake标志,如手动构建部分的第3步所述。如果未提供任何标志,OpenCV的CMake脚本将尝试查找并启用任何合适的依赖项。无头分发版本有硬编码的CMake标志,禁用所有可能的GUI依赖项。

在树莓派等慢速系统上,完整构建可能需要几个小时。在8核Ryzen 7 3700X上,构建大约需要6分钟。

许可

Opencv-python包(此仓库中的脚本)使用MIT许可。

OpenCV本身使用Apache 2许可。

第三方包许可见LICENSE-3RD-PARTY.txt

所有wheel都包含FFmpeg,遵循LGPLv2.1许可。

非无头Linux wheel包含Qt 5,遵循LGPLv3许可。

这些包还包含其他二进制文件。完整的许可列表可以在LICENSE-3RD-PARTY.txt中找到。

版本控制

find_version.py脚本从OpenCV源码中搜索版本信息,并在版本字符串中附加此仓库特有的修订号。它将版本信息以及一些其他标志保存到cv2下的version.py文件中。

发布

当新标签推送到主分支时,会创建并上传一个发布版本到PyPI。这些标签用于区分包(此仓库可能有修改,但OpenCV版本保持不变),应该按顺序递增。实际上,发布版本号看起来像这样:

cv_major.cv_minor.cv_revision.package_revision 例如 3.1.0.0

主分支跟随OpenCV主分支发布。3.4分支跟随OpenCV 3.4错误修复发布。

开发构建

此仓库主分支的每次提交都会被构建。可能的构建产物使用本地版本标识符:

cv_major.cv_minor.cv_revision+git_hash_of_this_repo 例如 3.1.0+14a8d39

这些产物不能也不会上传到PyPI。

Manylinux wheels

Linux wheel使用manylinux2014构建。这些wheel应该能在大多数发行版(使用GNU C标准库的)上开箱即用,因为它们是针对旧版本的glibc构建的。

默认的manylinux2014镜像已扩展了一些OpenCV依赖项。更多信息请参见Docker文件夹

支持的Python版本

为官方支持的Python版本(未进入EOL)提供兼容Python 3.x的预构建wheel:

  • 3.7
  • 3.8
  • 3.9
  • 3.10
  • 3.11
  • 3.12

向后兼容性

从4.2.0和3.4.9版本开始,macOS的Travis构建环境已更新至XCode 9.4。这一变更实际上取消了对10.13版本以下macOS的支持。

从4.3.0和3.4.10版本开始,Linux构建环境已从manylinux1更新至manylinux2014。这取消了对旧版Linux发行版的支持。

从4.7.0版本开始,Mac OS的GitHub Actions构建环境已更新至11版本。Mac OS 10.x支持已被弃用。详见 https://github.com/actions/runner-images/issues/5583

从4.9.0版本开始,Mac OS的GitHub Actions构建环境已更新至12版本。Mac OS 10.x支持已被Brew和大多数使用的软件包弃用。

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