Python Opencv 繪製圖形詳解（包含一個練習）——線/矩形/圓/多邊形/文字

                         QQ:3020889729                                                                                 小蔡

才學習opencv沒多久，本意是經驗總結、積累和回顧，望大神/大佬勿怪~
末尾有一個圖形繪製樣例——算是一個小練習吧 點擊前往

繪製線條

函數詳解

線條繪製，將用到cv2.line()——每次調用繪製一條直線：由起止座標組成

• 參數一：圖像——你要繪製到哪個圖像上，就放入哪個圖象(如：img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8) 中的 img，這是一張圖片/當然你打開攝像頭是也可以放入cv2.read返回的幀圖像)
• 參數二：開始座標——爲一個二元·元組（x, y）
• 參數三：結束座標——爲一個二元·元組（x, y）
• 參數四：color——採用RGB，三原色值，一個三元·元組
• 參數五：線條大小——默認爲1
• 參數六：lineType——參數爲：cv2.LINE_AA(抗鋸齒線)----以及cv2.LINE_4和cv2.LINE_8
• 參數七：shift ——偏移——默認爲0，可以通過調節shift值實現縮小（由於座標偏移導致的）和座標偏移

代碼實例

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)  # 創建黑色圖片
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 創建可調節窗體
    cv2.resizeWindow('imag', 510, 510)  # 設置初始窗體大小

    cv2.line(img, (0, 0), (510, 510), (255, 0, 0), 5)  # 畫藍色背景線

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

效果：

繪製矩形

函數詳解

矩形繪製，將用到cv2.rectangle()——每次調用繪製一個矩形：由一條對角線座標組成

• 參數一：圖像——你要繪製到哪個圖像上，就放入哪個圖象(如：img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8) 中的 img，這是一張圖片/當然你打開攝像頭是也可以放入cv2.read返回的幀圖像)
• 參數二：左上角的座標——爲一個二元·元組（x, y）
• 參數三：右小角的座標——爲一個二元·元組（x, y）
• 參數四：color——採用RGB，三原色值，一個三元·元組
• 參數五：線條大小——默認爲1
• 參數六：lineType——參數爲：cv2.LINE_AA(抗鋸齒線)----以及cv2.LINE_4和cv2.LINE_8
• 參數七：shift ——偏移——默認爲0，可以通過調節shift值實現縮小（由於座標偏移導致的）和座標偏移

代碼實例

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)  # 創建黑色圖片
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)
    cv2.resizeWindow('imag', 510, 510)

    cv2.rectangle(img, (215, 215), (295, 295), (0, 255, 0), 2)  # 畫綠色矩形

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

效果：

繪製圓

函數詳解

圓繪製，將用到cv2.circle()——每次調用繪製一個矩形：由一條對角線座標組成

• 參數一：圖像——你要繪製到哪個圖像上，就放入哪個圖象(如：img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8) 中的 img，這是一張圖片/當然你打開攝像頭是也可以放入cv2.read返回的幀圖像)
• 參數二：圓心座標——爲一個二元·元組（x, y）
• 參數三：半徑大小
• 參數四：color——採用RGB，三原色值，一個三元·元組
• 參數五：線條大小——默認爲1——在繪製圖形時，如果設置爲-1，則爲圖形填充
• 參數六：lineType——線條類型——參數爲：cv2.LINE_AA(抗鋸齒線)----以及cv2.LINE_4和cv2.LINE_8
• 參數七：shift ——偏移——默認爲0，可以通過調節shift值實現縮小（由於座標偏移導致的）和座標偏移

代碼實例

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)  # 創建黑色圖片
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)
    cv2.resizeWindow('imag', 510, 510)

    cv2.circle(img, (255, 235), 30, (0, 0, 255), -1)  # 畫紅色圓

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

效果：

繪製文字

函數詳解

文字繪製，將用到cv2.putText()——每次調用繪製一個矩形：由一條對角線座標組成

• 參數一：圖像——你要繪製到哪個圖像上，就放入哪個圖象(如：img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8) 中的 img，這是一張圖片/當然你打開攝像頭是也可以放入cv2.read返回的幀圖像)
• 參數二：文字內容——爲一個字符串
• 參數三：文字繪製開始座標——爲一個二元·元組
• 參數四：字體——由opencv中的字體確定——包含以下字體參數
• ①cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX ②cv.FONT_HERSHEY_PLAIN ③cv.FONT_HERSHEY_DUPLEX ④cv.FONT_HERSHEY_COMPLEX ⑤cv.FONT_HERSHEY_TRIPLEX ⑥cv.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL ⑦cv.FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX ⑧cv.FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX ⑨cv.FONT_ITALIC
• 參數五：字體大小
• 參數六：color——顏色設置，RGB
• 參數七：線條大小——默認爲1
• 參數八：lineType——線條類型——參數爲：cv2.LINE_AA(抗鋸齒線)----以及cv2.LINE_4和cv2.LINE_8
• 參數九：上下顛倒——默認爲False，不顛倒——輸入True爲顛倒

代碼實例

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)  # 創建黑色圖片
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)
    cv2.resizeWindow('imag', 510, 510)

    cv2.putText(img, 'I LOVE', (144, 190), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 3, (255, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)  
    # 白色文字

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

效果：

將翻轉打開——
cv2.putText(img, ‘I LOVE’, (144, 190), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 3, (255, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA, True)

★★★繪製多邊形

函數詳解

多邊形繪製，將用到cv2.polylines()——每次調用繪製一個矩形：由一條對角線座標組成

• 參數一：圖像——你要繪製到哪個圖像上，就放入哪個圖象(如：img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8) 中的 img，這是一張圖片/當然你打開攝像頭是也可以放入cv2.read返回的幀圖像)
• 參數二：[頂點數組]——傳入一個array數組（後邊單獨說明如何創建！）
• 參數三：是否閉合（首尾連接）——填入參數爲True爲首尾相連——如果是False的話就只是一條相繼連接的折線，而不是多邊形
• 參數四：顏色color參數——RGB，元組
• 參數五：線條大小——默認爲1
• 參數六：lineType——線條類型——參數爲：cv2.LINE_AA(抗鋸齒線)----以及cv2.LINE_4和cv2.LINE_8
• 參數七：shift偏移——決定偏移位置，默認爲零，無偏移——偏移會導致圖形位和大小改變

說明一下頂點數組——採用numpy科學數據處理包之一的數組包創建的一個多維數組（矩陣），並且同時規定數據類型爲numpy.int32
代碼實例如下：

• import numpy as np pts2 = np.array([[190, 340], [325, 340], [315,370], [200, 370]], np.int32) # 頂點數組
• 這樣就創建了5個頂點的array數組
• 官網提示，要加一個矩陣形狀控制——pts2 = pts2.reshape((-1, 1, 2)) # 手動設置多維數組形狀
• 形狀格式化爲：頂點數12的矩陣形狀——而傳入-1，代表全部頂點傳入
• 然後，我們纔將這樣的數組傳入到多邊形繪製的方法中！！！

補充：多邊形/折線頂點設置規則

• 採用逐個頂點點相連
• 比如：假設頂點中，包含[0,0] [0,8] [8,8] [8,0]
• 那麼它的連接方式就是：[0,0]先連接[0,8], 然後[0,8]連接 [8,8]，接着 [8,8]連接 [8,0]
• 如果你的cv2.polylines()中，參數三爲True，閉合——就會在最後實現[0,0]和 [8,0]的連接；否則繪製結束，不在連接！！！

代碼實例

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)
    cv2.resizeWindow('imag', 520, 520)

    pts2 = np.array([[190, 340], [325, 340], [315, 370], [200, 370]], np.int32)  # 頂點數組
    pts2 = pts2.reshape((-1, 1, 2))  # 多維數組形狀
    cv2.polylines(img, [pts2], True, (0, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)  # 用於多線繪畫——布爾型參數爲True時，返回多邊形；否則爲依次連接這些點的一條折線

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

效果：

折線形式：也就是參數三位False時
cv2.polylines(img, [pts2], False, (0, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)

一個小練習（放手練練吧）

設計內容

1. 先用兩條對角線作爲背景
2. 接着繪製一個矩形框位於窗體中心位置附近
3. 再畫兩個實體圓位於矩形框兩邊（略微靠上一點會好看些）
4. 上面完成了之後，我們就可以使用我們的文字繪製，將我們的文字放置在窗體中心位置左右——如果是一句話，就放在矩形下方；兩句或者多句就均勻放在矩形框上下（看你自己吧，目的是熟悉參數下的圖形繪製）
5. 最後，我們會繪製一個多邊形，將我們的文字和矩形框包圍——多邊形形狀可以自己選擇，只要好看就好了——我這裏採用五邊形
6. 其它補充——可以聯繫下其它小圖形的繪製，豐富圖像！！！

效果展示

略醜，請莫怪~

實現代碼如下

import cv2
import numpy as np

if __name__ == "__main__":
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)  # 創建黑色圖片
    cv2.namedWindow('imag', cv2.WINDOW_NORMAL)
    cv2.resizeWindow('imag', 510, 510)

    cv2.line(img, (0, 0), (510, 510), (255, 0, 0), 5)  # 畫背景線
    cv2.line(img, (0, 510), (510, 0), (255, 0, 0), 5)

    cv2.rectangle(img, (215, 215), (295, 295), (0, 255, 0), 2)  # 畫矩形
    cv2.circle(img, (195, 235), 30, (0, 0, 255), -1)  # 畫圓
    cv2.circle(img, (315, 235), 30, (0, 0, 255), -1)  # 畫圓

    pts = np.array([[260, 60], [80, 200], [100, 380], [420, 380], [440, 200]], np.int32)  # 頂點數組
    pts = pts.reshape((-1, 1, 2))  # 多維數組形狀
    cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)  # 用於多線繪畫——布爾型參數爲True時，返回多邊形；否則爲依次連接這些點的一條折線

    pts2 = np.array([[190, 340], [325, 340], [315, 370], [200, 370]], np.int32)  # 頂點數組
    pts2 = pts2.reshape((-1, 1, 2))  # 多維數組形狀
    cv2.polylines(img, [pts2], True, (0, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)  # 用於多線繪畫——布爾型參數爲True時，返回多邊形；否則爲依次連接這些點的一條折線

    cv2.putText(img, 'I LOVE', (144, 190), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 3, (255, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)
    cv2.putText(img, 'OpenCV', (87, 310), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 4, (255, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)

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

小案例總結

在使用opencv繪製圖形時，和其它的GUI是一樣的，都是對座標進行處理——但是opencv的魅力在於，我們可以依託這樣的繪製在後期的人臉識別以及其它的圖像處理時，提供我們清晰的識別提示等幫助！！！
如：判別到人臉，在特徵區附近實現矩形的繪製，通過圖像反饋得出人臉檢測的反饋提示~