(cache)OpenCV3.1.0とVisual C++ 2015による画像処理と認識（１）―― OpenCV3.1.0をダウンロードしてVisual Studio Community 2015で使う ---

2016. 7. 2.
2016. 8.26. Pathの設定方法を一部訂正
2017. 9.25. OpenCV3.3.0をVisual C++ 2017にインストールする方法を末尾に説明、プログラムはそのままで動作確認済み
石立喬

OpenCV3.1.0とVisual C++ 2015による画像処理と認識（１）

――― OpenCV3.1.0をダウンロードしてVisual Studio Community 2015で使う -----
　OpenCV3.1.0が2015年12月に公開され、Visual Studio 2015で使用できるようになったので、OSもWindows10に改めて、最新の環境でOpenCVを試すことにした。内容的には、「OpenCVとVisual C++による画像処理と認識」とほぼ同じとし、変更点に重点を置いて解説する。変更のない部分は解説を省略する場合があるので、対応する旧バージョンの資料を参照されたい。

OpenCV3.1.0とは
　OpenCVはオープンソースのComputer Vision用ライブラリで、その名の通り、画像処理用と言うよりは画像認識、画像理解用である。バージョン２には、OpenCV2.4.13.0まであり、機能が強化されたバージョン3は、OpenCV3.0が２０１５年６月に、OpenCV3.1.0が２０１５年１２月に公開されている。
◎バージョン２からバージョン３への主な変更点（ライブラリモジュール）
　・ライブラリモジュールがmainとextraに分けられた
　・従来あったgnuの代わりに、CUDA関連のモジュールが多数追加された。
　・nonfree、contrib、legacy、oclが、opencv_contribにまとめられた。
　・extra（拡張）モジュールとして
　　　face ------- Face Recognition
　　　latentsvm --- Latent SVM
　　　reg -------- Image Registration
　　　text ------- Scene Text Detection and Recognituin
　など、具体的な応用を目的とした多数のモジュールが追加された
◎バージョン3.0からバージョン3.1.0への主な変更点（ライブラリモジュール）
　extraモジュールとして、
　　　dnn -------- Deep Neural Network
　　　fuzzy ------ Fuzzy Mathematics Image Processing
　　　sfm ------- Structure from Motion
　などが追加され、latentsvm がなくなった。

OpenCV3.1.0のダウンロード
　OpenCVのダウンロードについては、多くのサイトで紹介されているので、詳細は述べない。
１）http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-win/3.1.0/opencv_3.1.0.exeをダウンロードする。
２）保存先は、C:\Program Files とする（デフォルトでは「ダウンロード」）。ただし、権限の都合などでそれ以外でも良いし、後から移し替えることもできる。
３）ダウンロードが終了すると自己解凍のウインドウが開くので、展開先を確認して「Extract」をクリックする。

Pathの設定
　これについても、多くの資料で紹介されているので、簡単な記述にとどめる。
１）「コントロールパネル」→「システムとセキュリティ」→「システム」と順次選択する。
２）左欄の「システムの詳細設定」をクリックする。
３）「システムのプロパティ」ウィンドウの「詳細設定」タブで、右下の「環境変数」をクリックする。
４）「環境変数」ウィンドウで、下部の「システム環境変数」をスクロールして変数「Path」を選択してから、「編集」をクリックする。
５）「環境変数名の編集」ウィンドウが開くので、右上の「新規」をクリックして、
　　　C:\Program Files\opencv\build\x64\vc14\bin
を追加し、「OK」をクリックする。「x64」は６４ビットを意味し、「x86」の３２ビット用がなくなった。「vc14」は、Visual Studio 2015を意味する。
　追加し終わった「環境変数名の編集」ウィンドウを図１に示す。

図１　PATHを設定し終わった「環境変数名の編集」ウィンドウ

Visual Studio Community 2015側の設定
◎Win32コンソールアプリケーションを作成する
１）Visual Studioを立ち上げ、「新しいプロジェクト」をクリックする。
２）「新しいプロジェクト」ウインドウで、
　　　　　左欄 --- Visual C++
　　　　　右欄 --- Win32コンソールアプリケーション
　　　　　名前 --- OpenCVApplication1（一例）
　として「OK」をクリックする。
◎プロパティマネージャーを表示させ、そこから各種設定を始める。
　Visual Studioのメニューから、「表示」→「その他のウィンドウ」→「プロパティマネージャー」をクリックする。図２は画面の右上方に表示されたプロパティマネージャーを示す。

図２　プロパティマネージャー

１）「Microsoft.Cpp..x64.userプロパティページ」ウィンドウを開く
　プロパティマネージャーのプロジェクト名「OpenCVApplication1（一例）」を展開し、「Debug | x64」→「Microsoft.Cpp.x64.user」と選択してダブルクリックすると、「Microsoft.Cpp.x64.userプロパティページ」ウィンドウが開く。このウィンドウは、「Release | x64」からも開くことができ、Debug構成とRelease構成に共通に使用できる（どちらか一方で設定しておけばよい）。
２）追加するインクルードファイルの場所を指定する
　「Microsoft.Cpp.x64.userプロパティページ」ウィンドウで、左欄で「共通プロパティ」→「C/C++」→「全般」を選択し、右欄で「追加のインクルードディレクトリ」を選択して、右側の「v」→「<編集...>」をクリックして図３に示す「追加のインクルードディレクトリ」ウインドウを開き、下記を入力して「OK」をクリックする。
　　　　　C:\Program Files\opencv\build\include
　この状態を図３に示す。

図３　「追加のインクルードディレクトリ」ウィンドウで、includeファイルの場所を指定する

３）そうすると、図４に示すように設定されるので、「OK」をクリックする。

図４　「OK」をクリックするとインクルードファイルの場所が設定される

４）追加するライブラリの場所を指定する
　「Microsoft.Cpp.x64.userプロパティページ」ウィンドウで、
　　　左欄で「共通プロパティ」→「リンカ」→「全般」を選択し、右欄で「追加のライブラリディレクトリ」を選択して、「v」→「<編集...>」をクリックして開いた図５に示すウィンドウで下記を入力して、「OK」をクリックする。
　　　　　C:\Program Files\opencv\x64\vc14\lib

図５　「追加のライブラリディレクトリ」ウィンドウで、ライブラリの場所を指定する

５）図６に示すように設定されるので、「OK」をクリックする。

図６　「OK」をクリックすると、追加のライブラリの場所が設定される

６）追加するライブラリの名称を指定する
　「Microsoft.Cpp.x64.userプロパティページ」ウィンドウで、左欄で「共通プロパティ」→「リンカ」→「入力」を選択し、右欄で「追加の依存ファイル」を選択し、右側の「v」をクリックし、さらに,<編集...>をクリックすると、図７に示す「追加の依存ファイル」ウィンドウが開くので、図のように入力して、「OK」をクリックする（下方の「継承の値：」はそのまま）。
　opencv_world310.libはRelease構成用、opencv_world310d.libはDebug構成用である。

図７　使用したいライブラリ名を選択して登録する

７）図８のように設定されるので、「OK」をクリックする。

図８　「OK」をクリックすると使用したいライブラリ名が登録される

初めてのOpenCV3.1.0プログラム
　初めてのプログラムは、やはり「Hello World!」からと言うことと、市販のOpenCV本ではOpenCV添付のレナ嬢（lena.jpg）を使うことが多いので、それに従う。
　lena.jpgは、
　　　　..../opencv/sources/samples/data/lena.jpg
にあり（従来のsamples/cpp/lena.jpgから変わった）、これを
　　　　.../Visual Studio 2015/Projects/OpenCVApplication1/OpenCVApplication1/lena.jpg
にコピーしておく。
　図９はプログラムの内容で、これを参照しながら、以下に順次説明する。
◎インクルードファイルと名前空間の指定
　"stdafx.h"は自動的に設定されたもので、これはそのままにしておく。OpenCV3.1.0のインクルードファイルは、総合的なopencv2/opencv.hppのみで良い。参考までに確認したところによると、下記の個別ファイルで代用できた。
　　　opencv2/highgui/highgui.hpp -------- imread、imshow関数に必要
　　　opencv2/imgproc/imgproc.hpp ------- putText関数用
　使用する関数の多くは、名前空間cvに属しているので、これを宣言しておく。
◎画像の読み込み
　画像の読み込みには、関数imreadを使う。引数には、画像ファイル名の他に、カラーで読み込む（３チャンネル）かグレイスケール（１チャンネル）で読み込むかなどのフラグがある。ただし、デフォルトではIMREAD_COLOR = 1 なので、一般にはファイル名のみで良い。使用できるフラグの一部を参考までに以下に示す。「 = 0」などで示した整数値は、代わりに使用できることを意味する。
　　　IMREAD_GRAYSCALE = 0
　　　IMREAD_COLOR = 1 ------ デフォルト
◎画像の上に文字を描く
　関数putTextを使用する。引数には、文字を上書きしたい画像ファイル名、描きたい文字列、画像上の位置、文字のフォント（デフォルト設定はない）、サイズ、色、太さ（デフォルトは1）、近傍ピクセルの連結方法がある。最後に、もう一つデフォルトでfalseの引数があり、これをtrueにすると文字が上下逆転するが、一般には使用しない。
　画像のフォントには、
　　　FONT_HERSHEY_SIMPLEX = 0
　　　FONT_HERSHEY_PLAIN = 1
などがあり、ピクセルの連結方法には、
　　　LINE_4 = 4 --------- 4近傍連結
　　　LINE_8 = 8 --------- 8近傍連結、デフォルト
　　　LINE_AA = 16 ------- アンチエリアス
などがある。
　日本語が使えるフォントが無いのが残念である。
　色は、Scalar(b, g, r)で表す。RGBの順序が逆であるので要注意。
◎画像表示用のウィンドウを準備する
　関数namedWindowを使用する。引数はウィンドウの名称（同時にウィンドウのタイトル名でもある）とフラグで、フラグには、
　　　WINDOW_NORMAL = 0
　　　WINDOW_AUTOSIZE = 1 ------ デフォルト
などがある。NORMALの場合には、ウィンドウを最大化すると、それに従って画像も拡大されるが、AUTOSIZEの場合には、画像のサイズは変わらない。
◎ウィンドウに画像を表示する
　関数imshowを使用する。引数は、表示するウィンドウの名称（namedWindowで付けたもの）と画像名である。
◎キー入力を待って、全てのウィンドウを閉じ、プログラムの実行を終了する。
　キー入力待ちには、関数waitKeyを使用する。引数は、キー入力後の待ち時間であるが、一般には0で良い。そして、開いているすべてのウィンドウを、destroyAllWindows()で閉じる。destroyAllWindowsは、無くても良さそうであるが、多数のウィンドウを用いた場合には、役に立つことがある。

図９　作成したプログラム

得られた結果
　図１０はプログラムの実行結果である。

図１０　得られた結果

結論
　旧バージョンで行った方法に倣って、OpenCV3.1.0をダウンロードし、Visual Studioの環境設定を行なった。今回は、Debug構成のみでなく、Release構成でも使えるようにし、それぞれ動作を確認した。
　ライブラリが一本化されて、opencv_world310(d).libになり、プログラム上でも、 #include <opencv2/opencv.hpp> のみで済むようになったのは有難い。
　ライブラリモジュールがmainとextraに分かれ、extra（拡張）モジュールにface、text、dnn、sfmなどがあって、具体的な応用に対応し易くなった。ただし、これらの拡張モジュールを導入するには、CMakeなどの手を借りる必要がありそうである。

OpenCV3.3.0をVisual C++ 2017にインストールして動作を確認
　ダウンロード元であるhttps://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-win/3.3.0/からopencv-3.3.0-vc14.exeをダウンロードして解凍し、C:\Program Filesの下に配置する。
　従来のファイルと区別するために、C:\Program Files\opencv330\ ---- のようにしておく（opencv→opencv330）。
　１）Path設定は、C:\Program Files\opencv330\build\x64\vc14\binを追加する。
　２）追加のインクルードディレクトリは、C:\Program Files\opencv330\build\includeとする。
　３）追加のライブラリディレクトリは、C:\Program Foles\opencv330\build\x64\vc14\libとする。
　４）追加の依存ファイルは、opencv_world330.libとopencv_world330d.libとする。
　以上の結果、図９のプログラムそのままで動作を確認した（lena.jpgのコピーは必要）。

「Visual C++の勉強部屋」（目次）へ