第19章 绘图及交互

《OpenCV 轻松入门 面向Python》 学习笔记

绘画基础

OpenCV提供了绘制直线的函数 cv2.line()、绘制矩形的函数 cv2.rectangle()、绘制圆的函数 cv2.circle()、绘制椭圆的函数 cv2.ellipse()、绘制多边形的函数 cv2.polylines()、在图像内添加文字的函数 cv2.putText()等多种绘图函数。

这些绘图函数有一些共有参数，主要用于设置原图像，颜色，线条属性等。

• img：在其上面绘制图像的载体图像（绘图的容器载体，也成为画布，画板）
• color：绘制颜色的形状，通常用BGR 模型表示颜色；对于灰度图只能传入灰度值；需要注意，颜色通道是BGR， 不是RGB
• thickness：线条粗细。默认值是1；如果设置为-1，表示填充图形（绘制的图形是实心的）
• lineType：线条类型。默认 8连接类型
  

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绘制直线数 cv2.line()

img = cv2.line( img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType ]])

• pt1 对应线段的起点
• pt2 对应线段的终点

import cv2
import numpy as np

n = 300
img = np.zeros((n+1, n+1, 3), dtype=np.uint8)

img = cv2.line(img, (0, 0), (n, n), (255, 0, 0), 1)
img = cv2.line(img, (0, 100), (n, 100), (0, 255, 0), 3)
img = cv2.line(img, (100, 0), (100, n), (0, 0, 255), 6)

cv2.imshow('draw_lines', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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绘制矩形 cv2.rectangle()

img = cv2.rectangle( img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType]] ) 

• pt1： 矩阵的一个顶点
• pt2：与顶点pt1对角的顶点

import cv2
import numpy as np

n = 300
img = np.ones((n+1, n+1, 3), dtype=np.uint8) * 255

img = cv2.rectangle(img, (50, 50), (n-100, n-50), (0, 0, 255), -1)

cv2.imshow('draw_rectangle', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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绘制圆 cv2.circle()

img = cv2.circle( img, center, radius, color[, thickness[, lineType]] )

• center： 圆心坐标
• radius：半径

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

(center_x, center_y) = (round(img.shape[1]/2), round(img.shape[0]/2))

for r in range(5, round(d/2), 12):
    img = cv2.circle(img, (center_x, center_y), r, (0, 0, 255), 1)

cv2.imshow('draw_circle', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

for r in range(100):
    # 随机生成原型坐标
    center_x = np.random.randint(0, d)
    center_y = np.random.randint(0, d)

    # 随机生成半径大小
    radius = np.random.randint(0, d/5)

    # 随机生成颜色
    color = np.random.randint(0, 256, (3,)).tolist()

    # 画圆
    img = cv2.circle(img, (center_x, center_y), radius, color, -1)

cv2.imshow('draw_circle', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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绘制椭圆 cv2.ellipse()

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

# 设置椭圆圆心为画布的中心
(center_x, center_y) = (round(d/2), round(d/2))

# 设置椭圆轴长度
size = (100, 200)

for r in range(10):
    # 设置随机偏移角度
    angle = np.random.randint(0, 361)

    # 设置随机颜色
    color = np.random.randint(0, 256, (3,)).tolist()
    
	# 设置随机线条粗细
    thickness = np.random.randint(1, 9)

    # 画圆
    img = cv2.ellipse(img, (center_x, center_y), size, angle, 0, 360, color, thickness)

cv2.imshow('draw_ellipse', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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绘制多边形 cv2.polylines()

img = cv2.polylines( img, pts, isClosed, color[, thickness[, lineType[, shift]]])

• pts：多边形的各个顶点。构成一个数组，shape为”顶点个数 x 1 x 2“，数据类型为 numpy.int32
• isClosed：闭合标记，若该值为True， 最后一个点与第一个点连接，让多边形闭合；否则，仅是构成一个曲线。

参数 isClosed=True 时

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

# 设置顶点
points = np.array([[200, 50], [300, 200], [200, 350], [100, 200]], np.int32)
points = points.reshape((-1, 1, 2))

img = cv2.polylines(img, [points], True, (0, 250, 0), 8)


cv2.imshow('draw_polylines', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

参数 isClosed=False 时

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

# 设置顶点
points = np.array([[200, 50], [300, 200], [200, 350], [100, 200]], np.int32)
points = points.reshape((-1, 1, 2))

img = cv2.polylines(img, [points], False, (0, 250, 0), 8)

cv2.imshow('draw_polylines', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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在图形上绘制文字 cv2.putText()

img=cv2.putText(img, text, org, fontFace, fontScale, color[, thickness[, lineType[, bottomLeftOrigin]]])

• text 绘制的字体
• org 字体位置，以文字的左下角为起点
• fontFace 字体类型，
• fontScale 字体大小
• bottomLeftOrigin 用于控制文字的方向，默认False，为True时，文字是垂直镜像的效果。
  

import cv2
import numpy as np

d = 400
img = np.ones((d, d, 3), dtype=np.uint8) * 255

# 设置字体
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX

img = cv2.putText(img, 'OpenCV', (0, 200), font, 3, (0, 255, 0), 15)
img = cv2.putText(img, 'OpenCV', (0, 200), font, 3, (0, 0, 255), 5)

cv2.imshow('draw_putText', img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()