任意角度旋转图片的ground truth目标检测框

任意角度旋转图片的ground truth目标检测框

（感谢前辈）转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/72129125

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因为检测一个物体的时候需要对目标进行多个任意角度的旋转，图片在旋转后，其中的目标的框，即 BBOX 也会相应的绕中心点旋转，而网上没有好的计算旋转之后 BBOX 的坐标的代码，我自己写了个，旋转45度后图片效果如下，图片做了一定的模糊处理，只要关注绿色的框即可：

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这个问题实际上可以简化为计算某个点绕坐标轴原点中心旋转后的坐标；

代码如下，供参考，之前的dx,dy 计算有点问题，修改后重新发在这里：

#coding:utf-8
from PIL import Image
import numpy as np
import os
import math

#这是一个把 BBOX 画在图片上方法，可以自己写一个
#from visualization import draw_bounding_boxes_for_me



def rotate_image_boxes_any_angle(angle, boxes, img_part):
    """
    图片旋转增强,可以实现任意角度旋转，旋转后的图片会自动拓展，图片会变大，
    但是不会补全黑角，相应的box的大小和位置都会自动变化
    :param angle: 旋转角度，0-360度
    :param box:  [int(j) for j in i[2:6]] 四个数值的列表，表示 x1,y1,x2,y2
    :param img_path: 图片路径
    :return:
    """
    angle = angle % 360.0

    # img = Image.open(img_path)
    # ori_img_box = draw_bounding_boxes_for_me(img_part, boxes)

    # img = Image.fromarray(np.uint8(ori_img_box))
    img = Image.fromarray(np.uint8(img_part))

    # h = img.shape[0]
    # w = img.shape[1]
    h = img.size[1]
    w = img.size[0]
    center_x = int(np.floor(w / 2))
    center_y = int(np.floor(h / 2))
    # print('center_x,center_y', center_x, center_y)

    # img_rotate = img.rotate(angle, expand=True)  # 逆时针任意角度度旋转
    img_rotate = make_up_image(img, angle)  # 把黑边框做补充操作的旋转,不需要补充黑边的话去掉这句就行

    angle_pi = math.radians(angle)  # 转化为弧度角度， 逆时针这里到底要不要乘以-1？？？
    # img_rotate.show()

    # 计算某个点绕坐标轴原点中心旋转后的坐标
    def transform(x, y): # angle 必须是弧度
        return (x - center_x) * round(math.cos(angle_pi), 15) + \
               (y - center_y) * round(math.sin(angle_pi), 15) + center_x, \
              -(x - center_x) * round(math.sin(angle_pi), 15) + \
               (y - center_y) * round(math.cos(angle_pi), 15) + center_y


    # 通过四个顶点的坐标变化后的情况得出新的坐标系和原有坐标系的偏移量dx,dy
    # 分为三种情况，w=h,dx,dy 都会一直为正
    # w>h, dx 会出现为负的情况
    # w
    xx = []
    yy = []
    for x, y in ((0, 0), (w, 0), (w, h), (0, h)):
        x_, y_ = transform(x, y)
        xx.append(int(x_))
        yy.append(int(y_))
    if min(xx) < 0:
        dx = abs(min(xx))
    else:
        dx = -abs(min(xx))
    if min(yy) < 0:
        dy = abs(min(yy))
    else:
        dy = - abs(min(yy))
    print(angle, angle_pi, 'dx,dy', dx, dy, h, w, xx,yy)


    box_rot = []
    for box in boxes:
        xx = []
        yy = []
        for x, y in ((box[0], box[1]),
                     (box[0], box[3]),
                     (box[2], box[1]),
                     (box[2], box[3])):
            x_, y_ = transform(x, y)
            xx.append(x_)
            yy.append(y_)
        box_rot.append([min(xx) + dx, min(yy) + dy,
                        max(xx) + dx, max(yy) + dy,
                        # box[4]
                       ])
    # print([min(xx), min(yy), max(xx), max(yy)])
    # print("boxrot", box_rot )

    # img_rotate = draw_bounding_boxes_for_me(img_rotate, box_rot,color=19)

    return img_rotate, box_rot


if __name__ == '__main__':
    # 这里自己传入相应的角度，box坐标，图片路径既可
    rotate_image_boxes_any_angle(angle, box, img_path)