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08: 绘图功能

学习画线、圆和矩形等多种几何形状,给图片添加文字。图片等可到文末引用处下载。

目标

  • 绘制各种几何形状、添加文字
  • OpenCV 函数:cv2.line(), cv2.circle(), cv2.rectangle(), cv2.ellipse(), cv2.putText()

教程

参数说明

绘制形状的函数有一些共同的参数,提前在此说明一下:

  • img:要绘制形状的图片
  • color:绘制的颜色
    • 彩色图就传入 BGR 的一组值,如蓝色就是(255,0,0)
    • 灰度图,传入一个灰度值就行
  • thickness:线宽,默认为 1;对于矩形/圆之类的封闭形状而言,传入-1 表示填充形状

需要导入的模块和显示图片的通用代码:

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

cv2.imshow('img', img)
cv2.waitKey(0)

绘制各种几何形状

上图就是本教程绘制的最终效果,下面一步步来看:

画线

画直线只需指定起点和终点的坐标就行:

# 创建一副黑色的图片
img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
# 画一条线宽为 5 的蓝色直线,参数 2:起点,参数 3:终点
cv2.line(img, (0, 0), (512, 512), (255, 0, 0), 5)

经验之谈:所有绘图函数均会直接影响原图片,这点要注意。

画矩形

画矩形需要知道左上角和右下角的坐标:

# 画一个绿色边框的矩形,参数 2:左上角坐标,参数 3:右下角坐标
cv2.rectangle(img, (384, 0), (510, 128), (0, 255, 0), 3)

画圆

画圆需要指定圆心和半径,注意下面的例子中线宽=-1 代表填充:

# 画一个填充红色的圆,参数 2:圆心坐标,参数 3:半径
cv2.circle(img, (447, 63), 63, (0, 0, 255), -1)

画椭圆

画椭圆需要的参数比较多,请对照后面的代码理解这几个参数:

  • 参数 2:椭圆中心(x,y)
  • 参数 3:x/y 轴的长度
  • 参数 4:angle---椭圆的旋转角度
  • 参数 5:startAngle---椭圆的起始角度
  • 参数 6:endAngle---椭圆的结束角度

经验之谈:OpenCV 中原点在左上角,所以这里的角度是以顺时针方向计算的。

# 在图中心画一个填充的半圆
cv2.ellipse(img, (256, 256), (100, 50), 0, 0, 180, (255, 0, 0), -1)

画多边形

画多边形需要指定一系列多边形的顶点坐标,相当于从第一个点到第二个点画直线,再从第二个点到第三个点画直线....

OpenCV 中需要先将多边形的顶点坐标需要变成顶点数 ×1×2 维的矩阵,再来绘制:

# 定义四个顶点坐标
pts = np.array([[10, 5], [50, 10], [70, 20], [20, 30]], np.int32)
# 顶点个数:4,矩阵变成 4*1*2 维
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255))

cv2.polylines()的参数 3 如果是 False 的话,多边形就不闭合。

经验之谈:如果需要绘制多条直线,使用 cv2.polylines() 要比 cv2.line() 高效很多,例如:

# 使用 cv2.polylines() 画多条直线
line1 = np.array([[100, 20], [300, 20]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
line2 = np.array([[100, 60], [300, 60]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
line3 = np.array([[100, 100], [300, 100]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(img, [line1, line2, line3], True, (0, 255, 255))

添加文字

使用cv2.putText()添加文字,它的参数也比较多,同样请对照后面的代码理解这几个参数:

  • 参数 2:要添加的文本
  • 参数 3:文字的起始坐标(左下角为起点)
  • 参数 4:字体
  • 参数 5:文字大小(缩放比例)
# 添加文字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
cv2.putText(img, 'ex2tron', (10, 500), font,
4, (255, 255, 255), 2, lineType=cv2.LINE_AA)

字体可参考:HersheyFonts。另外,这里有个线型 lineType 参数,LINE_AA 表示抗锯齿线型,具体可见LineTypes

小结

  • cv2.line()画直线,cv2.circle()画圆,cv2.rectangle()画矩形,cv2.ellipse()画椭圆,cv2.polylines()画多边形,cv2.putText()添加文字。
  • 画多条直线时,cv2.polylines()要比cv2.line()高效很多。

练习

  1. 你能用已学的绘图功能画出 OpenCV 的 logo 吗?(提示:椭圆和圆)

OpenCV logo

接口文档

引用