Python OpenCV的绘图功能简介

前言

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作者：大Z

在图像中我们经常需要用到将某个局部特征画出来，比如物体检测，物体追踪等等，今天来看看有哪些好玩的绘图工具吧！

▼画线

首先要为画的线创造出环境，就要生成一个空的黑底图像。我们使用numpy进行实验：

import cv2
import numpy as np
img=np.zeros((512,512,3), np.uint8)
cv2.imshow("img",img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

这是黑色的底，我们的画布，我把窗口名叫做img，np.zeros()有两个参数，一个是创建的图片矩阵大小，另一个是数据类型，512,512是像素(第一个512像素高，第二个是512像素宽)，3指BGR三种颜色，uint8是用0-255表示所有颜色。

我们看一下画线函数的原型：

cv2.line(img,start,end,color,thickness)

函数实例：

cv2.line(img,(0,0),(511,511),(255,0,0),5)

这个函数有5个参数，分别为：img是图像名称，(0,0)为起点坐标，(511,511)为终点坐标，(255,0,0)是蓝色，5是线的宽度。

会画一条从左上方到右下角的蓝色线段，我们看实验效果↓：

▼画矩形

画矩形函数将是十分重要的环节，在以后的实际操作项目中，我们基本上就会发现，OpenCV使用最多的绘图函数，就是画矩形函数，它使用范围非常广泛，包括画轮廓，实时跟踪目标时我们也是使用画矩形函数对跟踪的目标进行标注。接下来我们先了解一下矩形函数：

cv2.rectangle(img,(50,50),(400,400),(0,0,255),3)

这个函数有5个参数，img为图像名称，(50,50)为左上顶点坐标，(400,400)为右下顶点坐标，(0,255,0)代表绿色，线宽为3。

画矩形两个要素：左上顶点和右下顶点坐标。

我们来看一下代码：

import cv2
import numpy as np
img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
cv2.rectangle(img,(50,50),(400,400),(0,0,255),3)
cv2.imshow("img", img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

实验效果↓：

▼画圆

函数：

cv2.circle(img,(447,63), 63, (0,0,255), -1)

这个函数有5个参数：图像名称，圆心坐标，半径63，(0,0,255)红色，线宽为-1.当线宽-1时,表示封闭图形的颜色填充。

画圆的两要素：指定圆形的中心点坐标和半径大小。

代码：

import cv2
import numpy as np
img=np.zeros((512,512,3), np.uint8)
cv2.circle(img,(256,256), 63, (0,0,255), -1)
cv2.imshow("img",img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

演示效果↓：

▼画椭圆

函数原型：

cv2.ellipse(img,center,axes,angle,start_angle,end_angle,color,thickness,line_type,shift)

img是操作的图片、center是椭圆的中心的，axes是椭圆的长轴和短轴、angle是偏转角度、start_angle和end_angle分别是圆弧的起始角度和终结角度、color是线条颜色、thickness是线条粗细程度、line_type是线条的类型、shift是圆心坐标点和数轴的精度。

给出一个函数实例：

cv2.ellipse(img,(256,256),(100,50),0,0,180,255,-1)

这个函数有8个参数：img为图像名称，(256,256)为中心点坐标，100为长轴长度，50为短轴长度，0旋转角度，图像出现的部分（长轴顺时针方向起始的角度和结束角度）0,180是下半个椭圆，颜色数组这里255是蓝色。-1则为实心，大于0的数值则为空心，线条宽度由自己决定。

画椭圆的几个要素：中心点的位置坐标；长轴和短轴的长度；椭圆沿逆时针方向旋转的角度；长轴顺时针方向起始的角度和结束角度。

代码：

import cv2
import numpy as np
img=np.zeros((512,512,3), np.uint8)
cv2.ellipse(img,(256,256),(100,50),0,0,180,255,-1)
cv2.imshow("img",img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

演示效果↓：

现在我们画出整个椭圆，将代码中倒数第三个参数由180修改为360就可以了：

cv2.ellipse(img,(256,256),(100,50),0,0,360,255,-1)

若想画出空心圆，只需要将最后一个参数修改为正值，即为线宽：

cv2.ellipse(img,(256,256),(100,50),0,0,360,255,4)

效果↓：

▼画多边形

OpenCV中可以通过API进而画出多边形，其函数实例为：

pts=np.array([[20,20],[350,40],[420,400],[60,420]], np.int32)
pts = pts.reshape((-1,1,2))
img = cv2.polylines(img,[pts],True,(0,255,0),2)

cv2. polylines()有5个参数：图像名称，顶点列表（这个多边形在array中有四个顶点），True表示闭合，(0,255,255)是黄色，3是线宽。pts则是使用numpy构建的四个顶点的数组，这个数组的数据类型必须为 int32。

代码：

import cv2
import numpy as np
img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
pts=np.array([[20,20],[350,40],[420,400],[60,420]], np.int32)
pts=pts.reshape((-1,1,2))
cv2.polylines(img,[pts],True,(0,255,0),2)
cv2.imshow("img", img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

效果演示↓：

如果我修改顶点数组的顺序，就会得到不一样的结果：

pts=np.array([[20,20],[350,40],[60,420],[420,400]], np.int32)

效果↓：

▼在图片上添加文字

使用OpenCV我们可以在图像上添加文字，函数实例为：

font=cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
cv2.putText(img,'OpenCV',(10,250), font, 4,(255,255,255),2)

这个函数有八个参数，分别为：图像名称、字符串、坐标、字体、字号、(255,255,255)为白色、线宽为2。

当然，OpenCV是不支持添加中文的，要想添加中文的文字，可以添加中文的字库，也可以使用PIL来进行操作。官方解释不支持汉字是为了保持库的简单和轻量, 并且表明以后也不会支持中文，所以大家还是尽量使用英文，毕竟我们以后也是需要使用英文来阅读大量的文档的。

代码：

import cv2
import numpy as np
img=np.zeros((512,512,3), np.uint8)
font=cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
cv2.putText(img,'OpenCV',(10,250), font, 4,(255,255,255),2)
cv2.imshow("img",img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

效果演示↓：

至此，OpenCV的绘图功能基本上就这些了，需要特别注意的是

所 有 的 绘 图 函 数 的 返 回 值 都 是 None, 所 以 不 能 使 用 类似：img =cv2.line(img,(0,0),(511,511),(255,0,0),5)，绘图函数直接调用即可。