opencv入门：绘图及交互

绘图及交互

opencv 提供了方便的绘图功能，可以方便的绘制直线，矩形，圆，椭圆等几何图形，还可以在指定位置添加文字说明

处理图像时，可能需要与当前正在处理的图像进行交互，提供了鼠标事件，使用户可以通过鼠标与图像交互，鼠标事件可以识别常用的鼠标操作，比如滑动，点击等

还有滚动条提供交互功能，用户可以拖动滚动条在某一个范围内设置特定的值，并将该值用于后续的图像处理中，而且如果设置为二值形式，滚动条还可以作为开关选择器。

绘画基础

我们见过了了绘制直线的函数 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，对于灰度图只能传入灰度值，注意颜色通道范围
• thickness 线条粗细，默认1，-1表示实心
• lineType 线条类型，默认 8连接类型
  
• shift 数据精度，用来控制数值（例如圆心坐标等）的精度，一般不用设置

绘制直线

img = cv2.line( img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType ]]) pt1 pt2 对应线段的起点，终点

绘制矩形

img = cv2.rectangle( img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType]] ) pt1, pt2 对应矩阵的顶点，和对角的顶点

绘制圆形

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

绘制椭圆

img=cv2.ellipse(img, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color[, thickness[, lineType]])

• center 椭圆圆心坐标
• axes 轴长
• angle偏转角，逆时针
• startAngle 圆弧起始角度，endAngle 圆弧终结角的角度。如果需要绘制部分曲线可以指定。
  

绘制多边形

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，数据类型为 numpy.int32
• isClosed 闭合标记，True 最后一个点与第一个点连接，否则仅是构成一个曲线。

d = 400
img = np.ones((d,d,3),dtype="uint8")*255
pts=np.array([[200,50],[300,200],[200,350],[100,200]], np.int32)
pts=pts.reshape((-1,1,2))
print(pts)  # [[[200,50],[300,200],[200,350],[100,200]]] 就变成这样的。直接构造这样的也行就不用再reshape。
# 第 1 个参数为-1, 表明它未设置具体值，它所表示的维度值是通过其他参数值计算得到的
cv2.polylines(img,[pts],False,(0,255,0),8)
cv2.imshow("demo19.6",img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

再图形上绘制文字

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。
  
  

鼠标交互

对触发的鼠标事件做出相应，我们通过创建相应函数 OnMouseAction(event , x, y ,flags, param)

• event 触发的事件
• x, y 代表触发鼠标事件是，鼠标在窗口中的坐标
• flags 代表鼠标的拖拽事件，以及键鼠联合事件
• param 函数ID，表示所相应的事件函数，相当于自定义一个 OnMouseAction() 函数的ID。
• OnMouseAction 就是一个名称，可以自己定义
  
  
  定义相应函数后，要将函数与一个特定的窗口建立联系（绑定），让该窗口内的鼠标触发事件，可以找到该响应函数并执行，cv2.setMouseCallback(winname,onMouse) 这个函数将函数和窗口绑定。

def Demo(event,x,y,flags,param):       # 触发对应事件就发送对应标识
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
        print("单击了鼠标左键")
    elif event==cv2.EVENT_RBUTTONDOWN :
        print("单击了鼠标右键")
    elif flags==cv2.EVENT_FLAG_LBUTTON:
        print("按住左键拖动了鼠标")
    elif event==cv2.EVENT_MBUTTONDOWN :
        print("单击了中间键")

img = np.ones((300,300,3),np.uint8)*255
cv2.namedWindow('Demo19.9')
cv2.setMouseCallback('Demo19.9',Demo)     # 实现绑定
cv2.imshow('Demo19.9',img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()               # 在出现的窗口中操作

单击了鼠标左键
按住左键拖动了鼠标
单击了鼠标右键
单击了鼠标左键
按住左键拖动了鼠标
按住左键拖动了鼠标

几个栗子

d = 400
def draw(event,x,y,flags,param):
    if event==cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK:     # 双击左键绘制一个随机矩形
        p1x=x
        p1y=y
        p2x=np.random.randint(1,d-50)      # 随机对角点
        p2y=np.random.randint(1,d-50)
        color = np.random.randint(0,high = 256,size = (3,)).tolist()
        cv2.rectangle(img,(p1x,p1y),(p2x,p2y),color,2)  # 坐标是 （y,x)or(x,y)无所谓了
img = np.ones((d,d,3),dtype="uint8")*255
cv2.namedWindow('Demo19.10')
cv2.setMouseCallback('Demo19.10',draw)
while(1):
    cv2.imshow('Demo19.10',img)
    if cv2.waitKey(20)==27:         # ESC键
        break
cv2.destroyAllWindows()

thickness=-1
mode=1
d=400
def draw_circle(event,x,y,flags,param):
    if event==cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:  # 按下左键
        a=np.random.randint(1,d-50)
        r=np.random.randint(1,d/5)
        angle = np.random.randint(0,361)
        color = np.random.randint(0,high = 256,size = (3,)).tolist()
        if mode==1:
            cv2.rectangle(img,(x,y),(a,a),color,thickness) # 矩形
        elif mode==2:
            cv2.circle(img,(x,y),r,color,thickness) # 圆
        elif mode==3:  
            cv2.line(img,(a,a),(x,y),color,3)   # 线
        elif mode==4:   # 椭圆
            cv2.ellipse(img, (x,y), (100,150), angle, 0, 360,color,thickness) 
        elif mode==5:    # 文字
            cv2.putText(img,'OpenCV',(0,round(d/2)), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 2,color,5) 
img=np.ones((d,d,3),np.uint8)*255
cv2.namedWindow('image')
cv2.setMouseCallback('image',draw_circle)
while(1):
    cv2.imshow('image',img)
    k=cv2.waitKey(1)
    if k==ord('r'):      # 按键检测
        mode=1
    elif k==ord('c'):
        mode=2
    elif k==ord('l'):
        mode=3
    elif k==ord('e'):
        mode=4
    elif k==ord('t'):
        mode=5
    elif k==ord('f'):       		# 挺好玩的，，，
        thickness=-1
    elif k==ord('u'):
        thickness=3
    elif k==27:
        break 
cv2.destroyAllWindows()

滚动条

依附于特定的窗口而存在，通过调节滚到条可以设置，获取指定范围内的特定值

cv2.createTrackbar(trackbarname, winname, value, count, onChange)

• trackbarname 滚动条名称
• winname 依附窗口名称
• value 初始值，决定滚动条中滑块的位置
• count 滚动条的最大值，一般 最小值为0
• onChange 回调函数，将滚动条改变后实现的操作写在回调函数内。

retval=getTrackbarPos( trackbarname,winname ) 获取滚动条返回的值，参数是滚动条名和依附窗口名

使用滚动条实现调色板

通过RGB 各通道的值混合设计一个调色板，三个滚动条分别设置 RGB 的值。

def changeColor(x):
    r=cv2.getTrackbarPos('R','image')
    g=cv2.getTrackbarPos('G','image')
    b=cv2.getTrackbarPos('B','image')   # 读取滚动条的值，修改img
    img[:]=[b,g,r]
img=np.zeros((100,700,3),np.uint8)
cv2.namedWindow('image')
cv2.createTrackbar('R','image',0,255,changeColor)
cv2.createTrackbar('G','image',0,255,changeColor)
cv2.createTrackbar('B','image',0,255,changeColor)
while(1):
    cv2.imshow('image',img)
    k=cv2.waitKey(1)
    if k==27:
        break 
cv2.destroyAllWindows()

用滚动条控制阈值处理参数

Type=0  # 阈值处理方式
Value=0 # 使用的阈值
# retval, dst=cv2.threshold(src, thresh, maxval, type)
def onType(a):
    Type= cv2.getTrackbarPos(tType, windowName)
    Value= cv2.getTrackbarPos(tValue, windowName)
    ret, dst = cv2.threshold(o, Value,255, Type) 
    cv2.imshow(windowName,dst)
def onValue(a):
    Type= cv2.getTrackbarPos(tType, windowName)
    Value= cv2.getTrackbarPos(tValue, windowName)
    ret, dst = cv2.threshold(o, Value, 255, Type) 
    cv2.imshow(windowName,dst)
    
o = cv2.imread("5.jpg",0)
windowName = "Demo19.13" #窗体名
cv2.namedWindow(windowName)
cv2.imshow(windowName,o)
tType = "Type" # 用来选取阈值处理方式的滚动条
tValue = "Value" # 用来选取阈值的滚动条
cv2.createTrackbar(tType, windowName, 0, 4, onType)
cv2.createTrackbar(tValue, windowName,0, 255, onValue) 
print(1)
if cv2.waitKey(0) == 27:                 # 这里应该是等待按键所以停在了 waitKey() 这。。
    cv2.destroyAllWindows()

用滚动条作为开关

这是滚动条只有两种值，0和1，出来逻辑关系，0，1也可以标识任意两种不同的状态

d=400
global thickness          # 好久没见过全局变量了。。。
thickness=-1
def fill(x):
    pass
def draw(event,x,y,flags,param):
    if event==cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK:   # 还是那个绘制矩形的
        p1x=x
        p1y=y
        p2x=np.random.randint(1,d-50)
        p2y=np.random.randint(1,d-50)
        color = np.random.randint(0,high = 256,size = (3,)).tolist()
        cv2.rectangle(img,(p1x,p1y),(p2x,p2y),color,thickness)
        
img=np.ones((d,d,3),np.uint8)*255
cv2.namedWindow('image')
cv2.setMouseCallback('image',draw)
cv2.createTrackbar('R','image',0,1,fill)
while(1):
    cv2.imshow('image',img)
    k=cv2.waitKey(1)
    g=cv2.getTrackbarPos('R','image')    # 用滚动条决定绘制实心还是虚心的
    if g==0:
        thickness=-1
    else:
        thickness=2 
    if k==27:
        break 
cv2.destroyAllWindows()

芜湖，有了滚动条就可以搞很多事情了。。。