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OpenCV-Python学习（11）—— OpenCV 图像几何形状绘制(cv.line、cv.circle、cv.rectangle、cv.ellipse)

PythonOpencv学习 11 图像 绘制 line CV
2023-09-14 09:15:07 时间

1. 学习目标

  1. 学会使用 cv.line 绘制一条线；
  2. 学会使用 cv.circle 绘制圆；
  3. 学会使用 cv.rectangle 绘矩形；
  4. 学会使用 cv.ellipse 绘椭圆。

2. 图像公共参数说明

2.1 参数说明

参数说明
img表示输入图像，允许单通道灰度图像或多通道彩色图像。
color表示绘制直线的颜色，(b,g,r) 格式的元组，或者表示灰度值的标量。
thickness表示绘制直线的粗细，默认值 1px，-1 表示内部填充。
lineType表示绘制直线的线性，默认为 LINE_8。
shift表示点坐标的小数位数，默认为 0。

2.2 lineType 值说明

值描述
cv.FILLED表示内部填充（实心图形）。
cv.LINE_4表示 4 邻接线型。
cv.LINE_8表示 8 邻接线型。
cv.LINE_AA表示抗锯齿线型，图像更平滑。

3. 绘制直线 cv.line 函数说明

3.1 cv.line() 函数使用

cv.line(img, pt1, pt2, color[, thickness=1, lineType=LINE_8, shift=0]) → img

3.2 参数说明

参数说明
img表示输入图像，允许单通道灰度图像或多通道彩色图像。
pt1表示线段第一个点的坐标，(x1, y1)。
pt2表示线段第二个点的坐标，(x2, y2)。
color表示绘制直线的颜色，(b,g,r) 格式的元组，或者表示灰度值的标量。
thickness表示绘制直线的粗细，默认值 1px，-1 表示内部填充。
lineType表示绘制直线的线性，默认为 LINE_8。
shift表示点坐标的小数位数，默认为 0。

3.3 注意

  1. 绘图操作会直接对传入的图像 img 进行修改，是否接受函数返回值都可以。
  2. 在绘制直线时不能选择填充线型 cv.FILLED ，否则会报错。
  3. 图像尺寸较小时，LINE_4 线型存在明显的锯齿，LINE_AA 线型更加平滑。
  4. 图像尺寸较大时，则线型的影响并不大，推荐采用默认值 LINE_8。
  5. 如果设置了 thickness，关键词 lineType 可以省略；如果没有设置 thickness，则关键词 lineType 不能省略，否则输入的线型参数会被错误地解释为线宽。

4. 绘制圆形 cv.circle 函数说明

4.1 cv.circle() 函数使用

cv.circle(img, center, radius, color[, thickness=1, lineType=LINE_8, shift=0]) → img

4.2 参数说明

参数说明
img表示输入图像，允许单通道灰度图像或多通道彩色图像。
center表示圆心点的坐标，(x, y) 格式的元组。
radius表示圆的半径，整数。
color表示绘制直线的颜色，(b,g,r) 格式的元组，或者表示灰度值的标量。
thickness表示绘制直线的粗细，默认值 1px，-1 表示内部填充。
lineType表示绘制直线的线性，默认为 LINE_8。
shift表示点坐标的小数位数，默认为 0。

4.3 注意

  1. 在单通道的灰度图像上只能绘制灰度线条，不能绘制彩色线条 。但是，线条颜色 color 可以是标量 b，也可以是元组 (b,g,r)，都会被解释为灰度值 b。元组中的后两个通道的参数是无效的。

5. 绘制矩形 cv.rectangle 函数说明

5.1 cv.rectangle() 函数使用

cv.rectangle(img, pt1, pt2, color[, thickness=1, lineType=LINE_8, shift=0]) → img

5.2 参数说明

参数说明
img表示输入图像，允许单通道灰度图像或多通道彩色图像。
pt1表示矩阵第一个点的坐标，(x1, y1) 格式的元组。
pt2表示与 pt1 成对角的矩阵第二个点的坐标，(x2, y2) 格式的元组。
color表示绘制直线的颜色，(b,g,r) 格式的元组，或者表示灰度值的标量。
thickness表示绘制直线的粗细，默认值 1px，-1 表示内部填充。
lineType表示绘制直线的线性，默认为 LINE_8。
shift表示点坐标的小数位数，默认为 0。

5.3 注意

  1. 使用rec参数绘制矩形，r.tl() 和 r.br() 是矩形的对角点。

6. 绘制椭圆 cv.ellipse 函数说明

6.1 cv.ellipse() 函数使用

cv.ellipse(img, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color[, thickness=1, lineType=LINE_8, shift=0]) → img

6.2 参数说明

参数说明
img表示输入图像，允许单通道灰度图像或多通道彩色图像。
center表示椭圆的圆心点的坐标，(x, y) 格式的元组。
axes表示椭圆的轴长，格式为 (长轴长度的一半, 短轴长度的一半) 格式的元组。
angle表示椭圆沿水平方向逆时针旋转的角度。
startAngle表示沿长轴顺时针方向开始显示的角度。
endAngle表示沿长轴顺时针结束显示的角度。
color表示绘制直线的颜色，(b,g,r) 格式的元组，或者表示灰度值的标量。
thickness表示绘制直线的粗细，默认值 1px，-1 表示内部填充。
lineType表示绘制直线的线性，默认为 LINE_8。
shift表示点坐标的小数位数，默认为 0。

7. 直线绘制实例

7.1 实例代码

import cv2 as cv

def draw_line():
  img = cv.imread("./images/messi5.jpg")
  h,w,c = img.shape
  img = cv.line(img,(0,0),(w*2,h*2),(255,0,0),10)
  img = cv.line(img,(10,int(h/2)),(w - 10,int(h / 2)),(0,255,0),5)
  cv.imshow('line', img)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  draw_line()

7.2 绘制结果

输入图片说明

8. 圆形绘制实例

8.1 实例代码

import cv2 as cv
import numpy as np

def draw_circle():
  img = np.zeros((100,500,3),np.uint8)
  img[:] = 255
  # 绘制默认1px边框的圆
  cv.circle(img,(50,50),25,(255,0,0))
  # 绘制填充圆 thickness
  cv.circle(img,(150,50),25,(255,0,0),-1)
  # 绘制填充圆 lineType
  cv.circle(img,(250,50),25,(0,255,0),lineType=cv.FILLED)
  # 绘制边框10px的圆
  cv.circle(img,(350,50),25,(255,0,0),10)
  # 绘制平滑边框10px的圆
  cv.circle(img,(450,50),25,(255,0,0),10,cv.LINE_AA)

  cv.imshow('circle', img)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  draw_circle()

8.2 绘制结果

输入图片说明

8.3 注意

  1. 在绘制圆形时不能选择填充线型 cv.FILLED，无效。

9. 绘制矩形实例

9.1 实例代码

import cv2 as cv
import numpy as np

def draw_rectangle():
  img = np.zeros((200,500,3),np.uint8)
  img[:] = 255
  # 绘制默认1px边框的矩形
  cv.rectangle(img,(10,10),(50,60),(0,0,255))
  # 绘制10px边框的矩形
  cv.rectangle(img,(110,10),(150,60),(0,0,255),10)
  # 绘制填充矩形 thickness
  cv.rectangle(img,(210,10),(250,60),(0,0,255),-1)
  # 绘制平滑边框10px的矩形
  cv.rectangle(img,(310,10),(350,60),(0,0,255),10,cv.LINE_AA)

  cv.imshow('rectangle', img)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  draw_rectangle()

9.2 绘制结果

输入图片说明

10. 绘制椭圆实例

10.1 实例代码

import cv2 as cv
import numpy as np

def draw_ellipse():
  img = np.zeros((200,500,3),np.uint8)
  img[:] = 255
  # 绘制默认1px边框的椭圆
  cv.ellipse(img,(50,50),(50,30),0,0,360,(255,0,0))
  # 绘制填充椭圆 thickness
  cv.ellipse(img,(150,50),(50,30),0,0,360,(255,0,0),-1)
  # 绘制10px边框的椭圆
  cv.ellipse(img,(260,50),(50,30),0,0,360,(255,0,0),10)
  # 绘制平滑边框10px的矩形
  cv.ellipse(img,(380,50),(50,30),0,0,360,(255,0,0),10,cv.LINE_AA)
  # 椭圆旋转30度
  cv.ellipse(img,(380,150),(50,30),30,0,360,(255,0,0),10,cv.LINE_AA)
  # 半椭圆绘制
  cv.ellipse(img,(260,150),(50,30),0,0,180,(255,0,0),10)
  # 绘制一个圆
  cv.ellipse(img,(150,150),(30,30),0,0,360,(255,0,0),10)
  # 绘制半圆
  cv.ellipse(img,(50,150),(30,30),0,180,360,(255,0,0),10)

  cv.imshow('ellipse', img)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  draw_ellipse()

10.2 绘制结果

输入图片说明

11. 总结

  1. 绘制弧形使用椭圆绘制函数；
  2. 填充图形使用 thickness 的值为 -1；
  3. 绘制图形不能超出图像，超出部分直接按照图像边缘截取；
  4. 图像尺寸较小时，LINE_4 线型存在明显的锯齿，LINE_AA 线型更加平滑；
  5. 图像尺寸较大时，则线型的影响并不大，推荐采用默认值 LINE_8。

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