小白也能看懂!OpenCV 从零开始安装配置全教程(包含Windows / Ubuntu / 树莓派)系统详细操作配置教程

小白也能看懂!OpenCV 从零开始安装配置全教程(包含Windows / Ubuntu / 树莓派)系统详细操作配置教程

小白也能看懂!OpenCV 从零开始安装配置全教程(包含Windows / Ubuntu / 树莓派)系统详细操作配置教程

摘要

本教程是面向“小白也能懂”的OpenCV安装与配置全攻略,涵盖Windows、Ubuntu和树莓派三大平台,真正实现“从零开始”快速上手。文章详细讲解了OpenCV下载安装教程、OpenCV安装、Ubuntu安装OpenCV、树莓派安装OpenCV等步骤,手把手指导小白用户进行环境准备、依赖库安装、解压与环境变量配置、CMake编译、源码编译与apt-get安装等操作。通过本教程,小白也能一步步完成OpenCV安装配置,为后续图像处理与计算机视觉项目开发打下坚实基础。

目录

前言

准备工作与基础知识

什么是 OpenCV?为什么要学习 OpenCV?运行环境与系统要求 Windows 下安装 OpenCV

环境准备下载 OpenCV 安装包解压与配置环境变量配置 Visual Studio/MinGW 编译环境验证安装(Hello OpenCV) Ubuntu 下安装 OpenCV

环境准备从 apt-get 安装(推荐快速入门)从源码编译安装(适合高级定制)验证安装(Python 与 C++ 示例) 树莓派(Raspberry Pi)下安装 OpenCV

准备树莓派硬件与系统使用 apt-get 直接安装从源码编译安装(性能优化)验证安装与摄像头测试 常见问题及故障排查

环境变量不生效CMake 找不到依赖Python 导入失败编译报错“缺少 xxx 库” 总结与扩展阅读

前言

本教程专为从未接触过图像处理、编译配置的小白用户打造。我们将带你“从零开始”,逐步完成在不同系统(Windows、Ubuntu、树莓派)上安装和配置 OpenCV(Open Source Computer Vision Library)的全过程。只要你跟着步骤走,即使对命令行、编译环境、依赖库一无所知,也能轻松完成安装。

目标读者:零基础学习者、对图像处理感兴趣的同学、想动手搭建计算机视觉开发环境的初学者。

教程亮点:

详细步骤图文结合(文字详尽说明)。包含常见报错及解决方案。Windows、Ubuntu、树莓派三大平台全覆盖。关键词标注,让你快速检索 “opencv下载安装教程”、“opencv安装”、“ubuntu安装opencv”、“树莓派安装opencv” 等内容。

准备工作与基础知识

什么是 OpenCV?

OpenCV(Open Source Computer Vision Library)是一个开源的、跨平台的计算机视觉与机器学习软件库。它提供了上千个算法和函数,涵盖以下主要方向:

图像处理:图像读取、显示、保存、滤波、几何变换、阈值分割、形态学操作等。特征检测与描述:如边缘检测(Canny)、角点检测(Harris、Shi-Tomasi)、ORB、SIFT、SURF 等。目标识别与跟踪:人脸检测与识别(Haar 特征、DNN)、物体跟踪(KCF、MOSSE、CSRT 等)。机器学习:支持 SVM、决策树、随机森林、神经网络等常见模型。深度学习支持:可加载预训练的 Caffe、TensorFlow、Torch、Darknet 等模型进行推理。三维重建与增强现实:立体匹配、相机标定等模块支持三维重建和 AR 应用。

OpenCV 社区非常活跃,文档齐全、示例丰富。对于计算机视觉入门和项目开发都是非常理想的选择。

为什么要学习 OpenCV?

功能强大且免费开源:几乎涵盖所有常见图像处理与计算机视觉需求。跨平台支持:Windows、Linux(Ubuntu)、macOS、Android、iOS、树莓派 等。语言接口多样:C++(官方核心实现)、Python、Java、MATLAB 等接口,初学者可先用 Python 体验。社区活跃,资料丰富:Stack Overflow、GitHub Issue、各种技术博客、官方文档、书籍等一应俱全。工业与学术通用:无论是学术论文验证,还是工业项目快速落地,OpenCV 都是首选。

运行环境与系统要求

由于本教程覆盖 Windows、Ubuntu、树莓派 3 个系统,下面分别说明各自的最小要求,供小白用户简单确认。

平台最低要求(推荐)WindowsWindows 10(64 位),4 GB 内存以上,至少 10 GB 硬盘空间UbuntuUbuntu 18.04/20.04/22.04(64 位),4 GB 内存以上,至少 10 GB 硬盘树莓派Raspberry Pi 4(推荐 4GB or 8GB 内存),运行 Raspberry Pi OS(64 位),SD 卡 16GB 以上

网络连接:下载源码或依赖时需要联网,建议有稳定的网络。

开发环境:

Windows:建议安装 Visual Studio Community(2019/2022)或配置 MinGW。Ubuntu:需要安装 gcc/g++、make、CMake 等常见开发工具。树莓派:建议使用自带的终端环境,可直接 sudo apt-get 安装依赖。

后续部分会详细说明各自的前置准备和依赖安装。

Windows 下安装 OpenCV

在 Windows 系统上安装 OpenCV 最简单的方式就是下载官方提供的预编译安装包,然后配置系统环境变量和开发工具链(Visual Studio / MinGW)。本节将以 Visual Studio 2022 为例,手把手教你完成整个过程。

一、环境准备

操作系统:Windows 10 或更高,64 位(Win7/8 也可,但推荐 Win10 以上)。

Visual Studio Community 2022(免费版即可)

网站下载地址(仅供参考,具体版本以微软官网最新版本为准):

https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/community/

在安装时,勾选“使用 C++ 的桌面开发”工作负载,确保安装:

MSVC v143 - VS 2022 C++ x64/x86 build toolsCMake 工具Windows 10 SDK Python(可选,若想用 Python 接口)

Python 3.7 及以上版本均可,推荐 3.8/3.9。Windows 上安装时,必须勾选“Add Python to PATH”。 管理员权限:建议使用管理员身份运行安装程序与配置命令行,否则容易出现权限不足的问题。

二、下载 OpenCV 安装包

打开 OpenCV 官方 GitHub Release 页面:

https://github.com/opencv/opencv/releases

找到最新的稳定版本(如 4.8.0、4.7.0 等),对应 Windows 的预编译文件一般为 opencv-{version}-vc{msvc_version}.zip 或者 opencv-{version}-vc{msvc_version}-opencv_contrib.zip。

推荐下载:opencv-{version}-vc{msvc_version}.zip(此包已包含主模块,且自带 VS 预编译二进制)。如果需要 contrib 模块(额外的算子、samples 等),可以下载 opencv_contrib 版本,但体积更大。 将下载好的压缩包放到一个容易找到的位置(如 D:\ 或 C:\Users\你的用户名\Downloads\)。

三、解压与配置环境变量

解压目录

右键点击下载的 opencv-*.zip,选择 “解压到 opencv-xxx\” (推荐路径:C:\opencv\)。

解压后,你会看到:

C:\opencv\

├── build\

│ ├── x64\

│ │ ├── vc15\

│ │ │ ├── bin\

│ │ │ ├── lib\

│ │ │ └── etc...

│ └── ...

├── samples\

├── sources\

└── ...

配置系统环境变量

右键 “此电脑” → “属性” → “高级系统设置” → “环境变量”。

在 “系统变量” 区域,找到 Path,选择后点击 “编辑”。

点击 “新建”,添加下面两项(根据你的解压路径修改):

C:\opencv\build\x64\vc15\bin

C:\opencv\build\bin\Release

说明:

vc15 表示 MSVC 15/.NET 2017 或更高版本,如果你的版本不一样,按实际目录填写。添加后,打开新的命令行(CMD / PowerShell),输入 opencv_version 无报错即生效。

四、配置 Visual Studio 编译环境

以下操作将演示如何在 Visual Studio 2022 中创建一个简单的 C++ 项目,并链接 OpenCV 库。

启动 Visual Studio 2022

点击 “创建新项目” → 选择 “空项目(Empty Project)” → 点击 “下一步”。项目名称取为 HelloOpenCV,选择合适路径,如 D:\Projects\HelloOpenCV → 点击 “创建”。 配置附加包含目录

右击解决方案资源管理器中的项目 → “属性” → 左侧选择 “配置属性”→“C/C++”→“常规”→“附加包含目录”。

点击右侧的 “编辑”,添加:

C:\opencv\build\include

说明:这样编译器才能找到 OpenCV 的头文件(.hpp、.h 等)。

配置附加库目录

同样在项目属性中,选择 “配置属性”→“链接器”→“常规”→“附加库目录”,添加:

C:\opencv\build\x64\vc15\lib

该目录下包含 opencv_world480.lib(或 opencv_world470.lib,视版本而定)等库文件。

添加依赖库

项目属性 → “配置属性” → “链接器” → “输入” → “附加依赖项”,点击 “编辑”,将需要的 .lib 文件添加进去,例如:

opencv_world480.lib

如果你下载的是 contrib 版本,可能需要添加其它模块的 lib,但 opencv_worldxxx.lib 已经包含所有模块,最简单。

设置运行时 DLL

由于编译时会链接动态库(.dll),运行 exe 前需要确保 C:\opencv\build\x64\vc15\bin 已加入系统 PATH(已在上一步完成)。若未配置环境变量,可将 *.dll 文件复制到可执行文件所在目录。

五、验证安装(Hello OpenCV)

添加源文件

在项目中右键 “源文件” → “添加” → “新建项” → 选择 “C++ 文件”,命名为 main.cpp。 输入示例代码

#include

#include

int main() {

// 创建一张 300x300 的黑色图像

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(300, 300, CV_8UC3);

// 在图像中心画一个蓝色圆圈(BGR )

cv::circle(image, cv::Point(150, 150), 100, cv::Scalar(255, 0, 0), -1);

// 显示窗口

cv::imshow("Hello OpenCV", image);

// 等待按键

cv::waitKey(0);

return 0;

}

编译与运行

按下 F5 或点击 “本地 Windows 调试器” 运行项目。如果一切正常,将弹出一个名为 “Hello OpenCV” 的窗口,显示一个蓝色填充圆圈。若窗口正常出现且无报错,则 Windows 平台上的 OpenCV 安装配置成功。

Ubuntu 下安装 OpenCV

在 Ubuntu 下安装 OpenCV 常见两种方式:通过 apt-get 直接安装(快速)、或者从源码编译安装(自由配置、性能更优)。本节将分别介绍二者,并为初学者标注重点。

一、环境准备

操作系统:Ubuntu 18.04/20.04/22.04 LTS(64 位)。

用户权限:需要能运行 sudo 命令。

网络环境:建议使用国内源(如阿里云、清华源)以加快下载速度。

修改 /etc/apt/sources.list,将官方源替换为国内镜像。(若不熟悉,可跳过,后续命令会慢一些)。 基本开发工具:在终端中执行:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade -y

sudo apt-get install -y build-essential cmake git pkg-config

build-essential:包含 gcc/g++、make 等常见工具。cmake:构建工具,用于从源码编译。git:克隆源码。pkg-config:管理安装库时查找包信息。

温馨提示:若已安装最新版 Ubuntu,build-essential、cmake 等工具一般自带,只需更新即可。

二、从 apt-get 安装(推荐快速入门)

安装 OpenCV 库及 Python 绑定

sudo apt-get install -y libopencv-dev python3-opencv

libopencv-dev:OpenCV C++ 开发包,包含头文件和库。python3-opencv:Python3 接口,安装后可以直接在 Python 中 import cv2。 验证 C++ 接口

创建一个测试目录,例如 ~/opencv_test:

mkdir ~/opencv_test && cd ~/opencv_test

编写 main.cpp:

#include

#include

int main() {

cv::Mat img = cv::Mat::zeros(200, 400, CV_8UC3);

cv::putText(img, "Ubuntu OpenCV", cv::Point(50, 100),

cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.0, cv::Scalar(0, 255, 0), 2);

cv::imshow("Test", img);

cv::waitKey(0);

return 0;

}

使用 pkg-config 编译:

g++ main.cpp -o test `pkg-config --cflags --libs opencv4`

注意:Ubuntu 20.04 及以后的版本,OpenCV4 对应的 pkg-config 名称为 opencv4,若低版本,可能是 opencv。 运行:

./test

如果弹出标题为 “Test” 的窗口,且显示绿色文字 “Ubuntu OpenCV”,则说明安装成功。 验证 Python 接口

打开终端,输入 python3 进入交互式 Python:

python3

>>> import cv2

>>> print(cv2.__version__)

4.x.x

>>> img = cv2.imread("test.jpg") # 若当前目录有图片文件

>>> cv2.imshow("img", img)

>>> cv2.waitKey(0)

>>> cv2.destroyAllWindows()

若能成功 import cv2,且能调用函数,就说明 Python 接口正常工作。

Tips:使用 sudo apt-get install libopencv-dev python3-opencv 安装的版本一般不是最新,若想体验最新版本或编译选项,请参阅下一节源码编译安装。

三、从源码编译安装(适合高级定制)

如果你想要:

OpenCV 最新稳定版/alpha 版;自定义编译选项(是否启用 CUDA、是否启用 contrib 模块);优化性能(选择 TBB、OpenMP、多线程;或者使用 NEON、V4L2)。

就需要自行从源码编译。以下步骤示例基于 Ubuntu 20.04,OpenCV 4.8.0 为例。

1. 安装额外依赖

先安装编译 OpenCV 常用依赖库和拓展功能库,包括图像编解码、GUI 支持、视频 I/O、数学优化等:

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y build-essential cmake git pkg-config \

libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libopenexr-dev libwebp-dev \

libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev \

libxvidcore-dev libx264-dev libgtk-3-dev libatlas-base-dev gfortran \

python3-dev python3-numpy

说明关键依赖:

libjpeg-dev, libpng-dev, libtiff-dev 等:支持常见图像格式。libavcodec-dev, libavformat-dev, libswscale-dev:FFmpeg 相关,用于视频读写。libv4l-dev:Linux 视频采集接口,用于摄像头。libgtk-3-dev:GUI 窗口显示支持。libatlas-base-dev 或 libopenblas-dev:线性代数加速。python3-dev, python3-numpy:Python 接口依赖。

2. 下载 OpenCV 与 OpenCV Contrib 源码

cd ~

git clone https://github.com/opencv/opencv.git

git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

opencv/:主库源码。opencv_contrib/:官方扩展模块(如 xfeatures2d、aruco、text 等)。

如果网络较慢,可考虑使用国内镜像,如 Gitee,或者先下载压缩包再解压。

3. 创建构建目录并使用 CMake 配置

cd ~/opencv

mkdir build && cd build

使用 cmake 命令生成 Makefile 或 Ninja 配置。以下示例配置较常用选项,适合大多数入门需求:

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release \

-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \

-D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \

-D BUILD_EXAMPLES=ON \

-D BUILD_TESTS=OFF \

-D BUILD_DOCS=OFF \

-D BUILD_PERF_TESTS=OFF \

-D BUILD_opencv_python3=ON \

-D ENABLE_NEON=ON \

-D WITH_TBB=ON \

-D WITH_V4L=ON \

-D WITH_QT=OFF \

-D WITH_OPENGL=ON \

-D BUILD_opencv_ts=OFF \

-D OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON \

..

参数详解:

CMAKE_BUILD_TYPE=Release:发布版本,开启编译优化,速度更快。CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local:安装到 /usr/local,供全局使用。OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH:指向 opencv_contrib/modules,启用扩展模块。BUILD_EXAMPLES:编译官方示例,帮助学习。BUILD_opencv_python3=ON:生成 Python3 接口。ENABLE_NEON=ON:启用 ARM NEON 优化(在 Raspberry Pi 上有用)。WITH_TBB=ON:启用 Intel TBB 多线程加速。WITH_V4L=ON:启用视频采集。OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON:启用 SIFT/SURF 等非自由算法(仅在需要时开启)。

如出现依赖缺失,会提示缺少的 dev 库名称,按提示用 sudo apt-get install <缺少的库> 即可。

4. 编译与安装

并行编译(4 核 CPU 为例,可根据实际修改 -j4):

make -j4

编译时间:根据机器性能,一般在 10~30 分钟之间。如果编译过程中报错,查看报错信息,根据提示安装缺失依赖再运行 make。 安装

sudo make install

sudo ldconfig

make install 会将编译好的库、头文件、Python 模块等安装到 /usr/local/。ldconfig 更新系统库缓存,确保新库可被链接。

5. 验证安装

C++ 测试

参考上文 Ubuntu apt-get 验证方法,使用 pkg-config:

pkg-config --modversion opencv4

若返回 4.8.0(或你编译时的版本号),说明正确识别。

编写同样的 main.cpp,然后:

g++ main.cpp -o test `pkg-config --cflags --libs opencv4`

./test

Python 测试

打开 Python3 交互式,执行:

python3

>>> import cv2

>>> cv2.__version__

'4.8.0'

>>> img = cv2.imread("test.jpg")

>>> cv2.imshow("img", img)

>>> cv2.waitKey(0)

>>> cv2.destroyAllWindows()

若能正常 import cv2,版本号正确,且能够调用 GUI 函数,则编译安装成功。

注意:若 Python import 失败,可能是在多个 Python 环境中出现混淆,可使用 python3 -m pip install numpy 或者检查 cv2.so 是否在 /usr/local/lib/python3.x/dist-packages/ 下。

树莓派(Raspberry Pi)下安装 OpenCV

树莓派(Raspberry Pi)是一款非常适合学习计算机视觉和物联网项目的廉价嵌入式开发板。虽然性能有限,但借助 OpenCV 和 Raspberry Pi 相机模组(或 USB 摄像头),也能完成大量有趣的项目。本节重点介绍如何在树莓派上安装 OpenCV。

一、准备树莓派硬件与系统

硬件准备

Raspberry Pi 4(推荐 4GB/8GB 内存版,树莓派 3 也可,但编译时间更长)。microSD 卡:容量 ≥16GB,建议使用 UHS-I 高速卡。电源适配器:5V/3A(树莓派 4 推荐)。外部显示器、键盘、鼠标:用于初次系统配置。USB 摄像头 或 Raspberry Pi Camera Module V2(可选,用于测试摄像头功能)。 系统安装

下载 Raspberry Pi OS(64 位推荐)镜像:

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/

使用 Raspberry Pi Imager 将镜像写入 microSD 卡。

将 SD 卡插入树莓派,接好显示器、键盘、鼠标、电源线,启动后完成系统首次配置(连接 Wi-Fi、更新系统)。

系统更新:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade -y

打开摄像头接口(若使用 Pi Camera):

sudo raspi-config

# 选择 Interface Options → Camera → Enable

# 然后重启

sudo reboot

提示:初次使用终端不熟悉的同学,可以先学习一些 Linux 基础命令,如 ls, cd, cp, mv, rm, sudo 等。

二、使用 apt-get 直接安装

Raspberry Pi OS 自带的源中,有配套 OpenCV 的二进制包,安装方法与 Ubuntu 类似:

sudo apt-get install -y libopencv-dev python3-opencv

安装 C++ 接口与 Python 接口

libopencv-dev:C++ 开发包python3-opencv:Python3 接口 验证 C++ 接口

新建测试目录:

mkdir ~/opencv_pi_test && cd ~/opencv_pi_test

编写 main.cpp:

#include

#include

int main() {

cv::Mat img = cv::Mat::zeros(200, 400, CV_8UC3);

cv::putText(img, "Rpi OpenCV", cv::Point(50, 100),

cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.0, cv::Scalar(255, 0, 0), 2);

cv::imshow("PiTest", img);

cv::waitKey(0);

return 0;

}

编译并运行:

g++ main.cpp -o test `pkg-config --cflags --libs opencv4`

./test

若能正常打开窗口并显示文字,说明 C++ 部分正常。 验证 Python 接口

python3

>>> import cv2

>>> print(cv2.__version__)

4.x.x

>>> img = cv2.imread("test.jpg")

>>> cv2.imshow("img", img)

>>> cv2.waitKey(0)

>>> cv2.destroyAllWindows()

如果无法弹出窗口,请检查是否在 SSH 终端中运行。需要在本地桌面环境运行,或使用 cv2.imwrite("out.jpg", img) 保存后查看。

缺点:apt-get 安装的版本多数较旧,可能缺少新版模块和性能优化项。如果需要更高性能、更灵活功能,建议从源码编译。

三、从源码编译安装(性能优化)

树莓派性能有限,源码编译时间较长(一次完整编译可能需要 2–4 小时)。但能开启 NEON、V4L、TBB、GTK 等模块,对树莓派摄像头优化显著。以下以 OpenCV 4.8.0 编译为例:

1. 安装依赖

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y build-essential cmake git pkg-config \

libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libavcodec-dev libavformat-dev \

libswscale-dev libv4l-dev libxvidcore-dev libx264-dev libgtk-3-dev \

libatlas-base-dev libhdf5-dev libprotobuf-dev protobuf-compiler \

libgoogle-glog-dev libgflags-dev python3-dev python3-numpy

特别注意:

libatlas-base-dev:线性代数加速。libv4l-dev:视频捕获接口(Pi Camera 也需此支持)。libgtk-3-dev:GUI 窗口。若仅做无窗口脚本可忽略。

2. 获取源码

cd ~

git clone https://github.com/opencv/opencv.git

git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

也可切到指定版本分支或 tag,例如:

cd ~/opencv

git checkout 4.8.0

cd ../opencv_contrib

git checkout 4.8.0

3. 配置编译

cd ~/opencv

mkdir build && cd build

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release \

-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \

-D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \

-D BUILD_EXAMPLES=ON \

-D WITH_TBB=OFF \ # 树莓派通常不开启 TBB,加快编译

-D WITH_V4L=ON \

-D WITH_QT=OFF \

-D WITH_OPENGL=ON \

-D ENABLE_NEON=ON \

-D BUILD_opencv_python3=ON \

-D OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON \

-D BUILD_DOCS=OFF \

-D BUILD_TESTS=OFF \

-D BUILD_PERF_TESTS=OFF \

..

ENABLE_NEON=ON:启用 ARM NEON 优化。WITH_TBB=OFF:关闭 TBB,以免编译失败。WITH_OPENGL=ON:若用 OpenGL 渲染。其他同 Ubuntu 源码配置。

4. 编译与安装

make -j4 # 如果是树莓派 4,默认 4 核并行

sudo make install

sudo ldconfig

编译时间:2–4 小时不等。耐心等待。若过程中报错,可根据缺少的依赖名称安装补充。

5. 验证安装与摄像头测试

C++ 测试

同 Ubuntu 步骤,用 pkg-config 验证版本:

pkg-config --modversion opencv4

若返回 4.8.0 或对应版本号,即可进行示例编译。

Python 测试

python3

>>> import cv2

>>> print(cv2.__version__)

'4.8.0'

>>> cap = cv2.VideoCapture(0)

>>> ret, frame = cap.read()

>>> cv2.imshow("Cam", frame)

>>> cv2.waitKey(0)

>>> cap.release()

>>> cv2.destroyAllWindows()

若使用 Pi Camera,需要先安装 python3-picamera 并配置 opencv 支持。 摄像头测试(USB 摄像头或 Pi Camera)

USB 摄像头:只要 VideoCapture(0) 即可访问。

Pi Camera:

安装 picamera 支持:

sudo apt-get install -y python3-picamera

测试代码(Python):

import cv2

from picamera.array import PiRGBArray

from picamera import PiCamera

import time

camera = PiCamera()

camera.resolution = (640, 480)

rawCapture = PiRGBArray(camera, size=(640, 480))

time.sleep(0.1)

for frame in camera.capture_continuous(rawCapture, format="bgr", use_video_port=True):

image = frame.array

cv2.imshow("PiCam", image)

rawCapture.truncate(0)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):

break

camera.close()

cv2.destroyAllWindows()

运行:

python3 pi_camera_test.py

画面出现后,按 q 键退出。

至此,树莓派平台上的 OpenCV 安装与测试完成!

常见问题及故障排查

本节汇总一些各平台常见的安装错误与解决方案,帮小白迅速定位问题。

1. 环境变量不生效

现象:Windows 上在 CMD 中输入 opencv_version 提示命令未找到;运行 exe 报错找不到 *.dll。

检查:

确认是否在 “系统变量” 而非 “用户变量” 中添加 PATH。重新打开一个新的 CMD/PowerShell 窗口,环境变量变更才会生效。PATH 中的路径是否拼写正确,没有多余空格或反斜杠。 解决方案:

重新编辑环境变量,复制粘贴完整路径后确定。在命令行输入 echo %PATH% 或 echo $Env:Path(PowerShell)检查是否包含 C:\opencv\build\x64\vc15\bin。

2. CMake 找不到依赖

现象:在 Ubuntu/树莓派源码编译时,运行 cmake 报类似 “Could NOT find GTK3 (missing: GTK3_X11_INCLUDE_DIR)” 或 “Could NOT find libjpeg” 等错误。

检查与解决:

从提示信息中提取关键缺失库名称,例如 GTK3_X11_INCLUDE_DIR,使用 sudo apt-get install libgtk-3-dev。

若缺少图像编解码支持,安装对应 dev 包:

sudo apt-get install -y libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev

安装视频 I/O 相关依赖:

sudo apt-get install -y libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev

重新运行 cmake,直到没有依赖缺失的警告。

3. Python 导入失败

现象:import cv2 报 ModuleNotFoundError: No module named 'cv2'。

原因:可能同时有多个 Python 版本,cv2 安装到了其它环境;或者源码编译时 Python 环境不一致。

解决:

确保使用的是系统默认 Python3,输入 which python3 查看路径。

再次安装 numpy:

python3 -m pip install --user numpy

确认 cv2 模块文件是否在 Python site-packages 中:

python3 -c "import sys; print([p for p in sys.path if 'site-packages' in p])"

ls /usr/local/lib/python3.*/dist-packages | grep cv2

若编译后没有生成 cv2.so,可尝试重新编译并确认 BUILD_opencv_python3=ON。

4. 编译报错“缺少 xxx 库”

现象:在 Windows/Ubuntu/树莓派上从源码编译时,make 过程中提示 “undefined reference to <某个函数>”、“找不到 <某个库>” 等。

可能原因 & 解决思路:

Windows:

检查 Visual Studio 扩展是否完整安装,确保 C++ 桌面开发工作负载已勾选。检查 CMake 文件中指定的 OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH 是否正确。确认是否遗漏 dll/lib 目录或连接错误。 Ubuntu/树莓派:

查找提示的缺少库名称和对应的 dev 包,例如如果报缺少 protobuf,则:

sudo apt-get install -y libprotobuf-dev protobuf-compiler

若提示缺少 Python 头文件,确保已安装 python3-dev。

有时需要先卸载系统自带 OpenCV:

sudo apt-get purge libopencv*

sudo apt-get autoremove

然后再编译安装。

总之,遇到编译错误时,仔细阅读报错信息中的关键词(库名、函数名),在网上搜索对应的缺失包名,然后执行 apt-get 安装即可。对新手来说,依赖安装是最常见的环节,多试几次就熟悉了。

总结与扩展阅读

至此,你已经掌握了在 Windows/Ubuntu/树莓派 上 “从零开始” 安装与配置 OpenCV 的全过程。无论是直接使用预编译包,还是从源码编译定制,都涉及到了如下关键步骤:

环境准备:编译工具、依赖库、Python 环境。获取 OpenCV:选择预编译版本或克隆源码。配置 & 编译:CMake 参数设置、make 并行编译、安装与 ldconfig。环境变量 & 依赖管理:确保系统能找到 DLL/SO 库、Python 能找到 cv2 模块。验证安装:用最简单的 “Hello OpenCV” 代码测试窗口显示与图像处理功能。常见问题排查:环境变量、CMake 缺失依赖、Python 路径混淆、编译报错缺少库等。

持续学习与扩展

官方文档:

OpenCV 官网文档(C++):https://docs.opencv.org/OpenCV Python 教程:https://docs.opencv.org/4.x/d6/d00/tutorial_py_root.html 经典书籍:

《Learning OpenCV 4 Computer Vision with Python 3》《OpenCV 4 with C++ Blueprints》 示例项目:

GitHub 上搜索 “awesome-opencv” 了解各类示例与实践项目。在树莓派上尝试人脸识别、物体跟踪、机器学习模型的推理等。 社区资源:

Stack Overflow(中英双语),随时搜索具体问题的解决方案。CSDN、博客园等国内技术博客,大量教程与心得。

请将本教程保存至你常用的笔记工具,转发给同学或网友,让更多 “零基础的小白” 能够快速开启计算机视觉之旅。如果在安装过程中遇到任何问题,欢迎留言交流,我们一起排查解决!

祝你学习顺利,早日完成第一个 OpenCV 项目! 用心阅读、动手实践,你一定能从“小白”变成“小高手”!

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