opencv-python库 cv2 图形绘制

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1. 引言
OpenCV是一个强大的计算机视觉库，广泛应用于图像处理、计算机视觉和机器学习等领域。OpenCV-Python是OpenCV库的Python接口，提供了丰富的功能。本文将详细介绍如何使用cv2模块中的绘图函数，包括cv2.line()、cv2.rectangle()、cv2.circle()、cv2.ellipse()、cv2.polylines()和cv2.putText()，以便在图像上进行各种图形的绘制。

1.1 图形绘制的意义
在图像处理中，绘制图形可以帮助我们标注、突出显示或者进行可视化分析。OpenCV提供的绘图函数可以方便地在图像上绘制各种基本图形，从而满足不同的需求。

2. 准备工作

2.1 安装OpenCV-Python
在开始之前，需要确保已经安装了OpenCV-Python库。可以使用以下命令进行安装

1. pip install opencv-python

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2.2 导入必要模块
在使用OpenCV进行图形绘制之前，需要导入必要的模块

1. import cv2
   
2. import numpy as np

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3. 使用cv2.line()绘制直线

3.1 cv2.line()简介
cv2.line()函数用于在图像上绘制直线。其基本语法如下

1. cv2.line(img, pt1, pt2, color, thickness)

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(1) img：要绘制直线的图像
(2) pt1：直线的起点坐标（x1, y1）
(3) pt2：直线的终点坐标（x2, y2）
(4) color：直线的颜色（BGR格式）
(5) thickness：直线的粗细（可选）

3.2 示例
在一张空白图像上绘制一条红色的直线

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. cv2.line(img, (0, 0), (511, 511), (0, 0, 255), 5)
   
3. cv2.imshow('Line', img)
   
4. cv2.waitKey(0)
   
5. cv2.destroyAllwindows()

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4. 使用cv2.rectangle()绘制矩形

4.1 cv2.rectangle()简介
cv2.rectangle()函数用于在图像上绘制矩形。其基本语法如下

1. cv2.rectangle(img, pt1, pt2, color, thickness)

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(1) img：要绘制矩形的图像
(2) pt1：矩形的左上角坐标（x1, y1）
(3) pt2：矩形的右下角坐标（x2, y2）
(4) color：矩形的颜色（BGR格式）
(5) thickness：矩形边框的粗细（可选，-1表示填充矩形）

4.2 示例
在一张空白图像上绘制一个绿色的矩形

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. cv2.rectangle(img, (100, 100), (400, 400), (0, 255, 0), 3)
   
3. cv2.imshow('Rectangle', img)
   
4. cv2.waitKey(0)
   
5. cv2.destroyAllWindows()

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5. 使用cv2.circle()绘制圆形

5.1 cv2.circle()简介
cv2.circle()函数用于在图像上绘制圆形。其基本语法如下

1. cv2.circle(img, center, radius, color, thickness)

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(1) img：要绘制圆形的图像
(2) center：圆心坐标（x, y）
(3) radius：圆的半径
(4) color：圆的颜色（BGR格式）
(5) thickness：圆边框的粗细（可选，-1表示填充圆形）

5.2 示例
在一张空白图像上绘制一个蓝色的圆形

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. cv2.circle(img, (256, 256), 100, (255, 0, 0), -1)
   
3. cv2.imshow('Circle', img)
   
4. cv2.waitKey(0)
   
5. cv2.destroyAllWindows()

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6. 使用cv2.ellipse()绘制椭圆

6.1 cv2.ellipse()简介
cv2.ellipse()函数用于在图像上绘制椭圆。其基本语法如下

1. cv2.ellipse(img, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color, thickness)

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(1) img：要绘制椭圆的图像
(2) center：椭圆的中心坐标（x, y）
(3) axes：长轴和短轴的长度（长轴半径, 短轴半径）
(4) angle：椭圆的旋转角度
(5) startAngle：椭圆弧的起始角度
(6) endAngle：椭圆弧的终止角度
(7) color：椭圆的颜色（BGR格式）
(8) thickness：椭圆边框的粗细（可选，-1表示填充椭圆）

6.2 示例
在一张空白图像上绘制一个红色的椭圆

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. cv2.ellipse(img, (256, 256), (200, 100), 0, 0, 180, (0, 0, 255), -1)
   
3. cv2.imshow('Ellipse', img)
   
4. cv2.waitKey(0)
   
5. cv2.destroyAllWindows()

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7. 使用cv2.polylines()绘制多边形

7.1 cv2.polylines()简介
cv2.polylines()函数用于在图像上绘制多边形。其基本语法如下

1. cv2.polylines(img, pts, isClosed, color, thickness)

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(1) img：要绘制多边形的图像
(2) pts：多边形的顶点坐标数组
(3) isClosed：是否闭合多边形
(4) color：多边形的颜色（BGR格式）
(5) thickness：多边形边框的粗细

7.2 示例
在一张空白图像上绘制一个黄色的三角形

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. pts = np.array([[100, 100], [200, 100], [150, 200]], np.int32)
   
3. pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
   
4. cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255), 3)
   
5. cv2.imshow('Polygon', img)
   
6. cv2.waitKey(0)
   
7. cv2.destroyAllWindows()

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8. 使用cv2.putText()绘制文本

8.1 cv2.putText()简介
cv2.putText()函数用于在图像上绘制文本。其基本语法如下

1. cv2.putText(img, text, org, fontFace, fontScale, color, thickness)

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(1) img：要绘制文本的图像
(2) text：要绘制的文本字符串
(3) org：文本的左下角坐标（x, y）
(4) fontFace：字体类型（如cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX）
(5) fontScale：字体大小
(6) color：文本的颜色（BGR格式）
(7) thickness：文本的粗细

8.2 示例
在一张空白图像上绘制一段绿色的文本

1. img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
   
2. cv2.putText(img, 'Hello, OpenCV!', (50, 256), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 255, 0), 2)
   
3. cv2.imshow('Text', img)
   
4. cv2.waitKey(0)
   
5. cv2.destroyAllWindows()

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9. 结论
通过本文的介绍，读者应该能够掌握使用cv2模块中的各种绘图函数，包括cv2.line()、cv2.rectangle()、cv2.circle()、cv2.ellipse()、cv2.polylines()和cv2.putText()，以便在图像上绘制各种基本图形。这些函数的灵活应用，可以满足各种图像处理和计算机视觉的需求。希望本文对大家在实际项目中有所帮助。

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