幾何圖像繪制第4章0學習目標1.項目介紹2.編程基礎3.項目實現附：計算機視覺應用場景學習目標幾何圖像繪制了解幾何結構與標簽在計算機視覺中的常見應用；掌握OpenCV中繪制直線、矩形、圓、多邊形和文本的函數及其使用方法；掌握計算機對幾何基礎元素或圖形的定義方式，具備自定義或修改圖像模式的能力。學習目標1.項目介紹幾何圖像繪制在計算機圖像研究中，圖像通常被視作以像素為基本元單位的矩陣數據，在研究圖像特征的過程中，通常習慣將高級人類語義特征分解為基礎幾何元素特征的集合?；A幾何認知是計算機視覺任務的基礎，在構建圖像、修改圖像、提取圖像特征、建立圖像數據集等等一系列計算機視覺應用任務中，都起到了至關重要的作用。例如，在識別任務中，算法目標經常被定義為對某個感興趣的區域目標的標注；或是在開發調試時，工程師需要通過繪圖來量化算法的相關性能；甚至在數字圖像創作時，繪制基本的幾何圖形也是必不可少的步驟。應此背景，OpenCV廣泛集成了工業、研究中常用的繪圖函數，提供了完善的接口和自定義方式。常用的幾何特征包括直線、矩形、圓、多邊形等在幾何學中能通過位置和尺寸信息唯一確定的基本結構。除基礎數學幾何結構之外，另一類在圖像識別中常用的數據是文本標簽，通常以文本的形式出現用于標志位置或數據和特征類別。本項目將簡單介紹常用的幾何結構，并使用OpenCV完成部分基本圖像的繪制和標注，涉及函數包括直線line()、矩形rectangle()、圓形circle()、多邊形polylines()和文本putText()。1.項目介紹2.編程基礎幾何圖像繪制line()函數的語法格式如上，其主要參數有：img：畫布，需要繪制直線的源圖像。start_point&end_point：直線的起始點和結束點的坐標元組。color：需要傳入的顏色參數（BGR），用于設定線條顏色，默認為黑色。thickness：指定的線條粗細像素，用于設定線條的粗細，默認值是1。lineType：線條的類型，8聯通，4聯通，抗鋸齒等。默認情況是8聯通線型。我們也可以使用cv2中的cv2.LINE_AA繪制抗鋸齒的平滑直線。2.1直線函數幾何圖像繪制rectangle()函數中包含的主要參數：? img：畫布，需要繪制矩形的源圖像。? left_top&right_bottom：矩形左上頂點與右下頂點的坐標，即對角線的兩個頂點的坐標元組。? color：需要傳入的矩形邊框線條顏色參數，用于設定線條顏色，默認為黑色。? thickness：繪制的矩形邊框線條粗細像素，用于設定線條的粗細，默認值是1。? linetype：指定矩形邊框線條的類型，默認值為8聯通直線LINE_8。? shift：對角線坐標的小數點位數，默認為整數坐標（位值為0）。2.2矩形函數幾何圖像繪制circle()方法函數中包含的主要參數包括：? img：輸入圖像，圓形繪制的畫布。? center：圓心坐標。? radius：定義的圓形的半徑。? color：需要傳入的圓邊顏色參數，用于設定線條顏色，默認為黑色。? thickness：繪制的圓邊粗細像素，用于設定線條的粗細，默認值是1。需要注意的是，在OpenCV中負值的thickness參數也是合法的。Thickness取正值表示圓邊框寬度.負值表示畫一個填充圓形。? lineType：指定圓邊線條的類型，默認值為8聯通直線LINE_8。? shift：圓心坐標和半徑的小數點位數，默認為整數坐標（位值為0）。2.3圓函數幾何圖像繪制polylines()方法函數中包含的主要參數包括：? img：輸入圖像，需要進行繪制的畫布。? pts：多邊形頂點坐標集，輸入參數應為一個由有限個同維度坐標組構成的列表，在OpenCV4中，該坐標集的維度需要被定義為點的數目×1×點（畫布）的維度。? isClosed：根據各頂點繪制的多邊形是否閉合，默認為閉合（isClosed=True）。? color：需要傳入的顏色參數，用于設定繪制多邊形的線條顏色，默認為黑色。? thickness：繪制的多邊形邊的粗細，用于設定連接各頂點線條的粗細，默認值是1。? lineType：指定繪制的邊線條類型，默認值為8聯通直線LINE_8。? shift：多邊形頂點集中坐標的小數點位數，默認為整數坐標（位值為0）。2.3多邊形函數幾何圖像繪制putText()方法中包含的主要函數參數有：? img：輸入圖像，即需要標注的畫布。? text：繪制的文本內容，格式通常為字符串。? org：通過指定繪制的文本字符的左下角位置坐標來確定文本位置，輸入參數形式為單個點坐標。? fontFace：傳入關鍵字參數定義所需的文本字體類型。? fontScale：定義文本字體大小，傳入參數值為字體相較于最初尺寸的縮放系數。例如輸入值若為1.0（f）則字符寬度是最初字符寬度，若為0.5（f）則為默認字體寬度的一半。? color：需要傳入的顏色參數，用于設定文本顏色，默認為黑色。? thickness：設定文本字體線條粗細，默認值是1。? lineType：指定文本字體線條類型，默認值為8聯通直線LINE_8。? bottomLeftOrigin：輸入一個布爾值確定圖像數據原點，如果輸入值為True，則圖像數據原點位于左下角，否則，圖像數據遠點位于左上角，默認值為True。2.3文本函數3.項目實現幾何圖像繪制本項目主要實現了一個簡單的圖像標注系統，系統內主要實現在給定圖像的特定位置繪制各類基礎幾何框架。項目采用python類別定義在類內實現了各種圖像繪制工具的引用，實現了對不同顏色、不同粗細的定制圖形繪制和文本添加。需要注意的是，在本系統中我們繪制的矩形、圓形、多邊形等圖案都為非填充邊框。掌握這些基本的幾何結構繪制，為后續更復雜的計算機視覺學習任務打好基礎，我們才能在高級任務中給出更合理的設計、寫出更完善的接口。3.1繪制不同的幾何圖像