画像処理では、画像上に図形を描画する場面が多くあります。例えば、物体検知の結果を四角形で囲んで表示したり、注目エリアを円で示したりするケースです。
この記事では、OpenCVを使って画像に線・円・長方形・楕円を描画する方法を解説します。
事前準備
図形を描画する前に、画像の読込とリサイズを行います。
import cv2
path = "input/fox.jpg"
img = cv2.imread(path)
height, width = img.shape[:2]
# 画像のリサイズ（1/4に）
img = cv2.resize(img, (round(width / 4), round(height / 4)))共通の引数
OpenCVの図形描画関数には、共通の引数がいくつかあります。
座標（pt1, pt2, center）
座標は(x, y)の形式で指定します。単位はピクセルで、画像の左上が原点です。
色（color）
カラー画像の場合、色はBGR（Blue, Green, Red）形式で指定します。例えば、黒は(0, 0, 0)、白は(255, 255, 255)です。
線の太さ・塗りつぶし（thickness）
thicknessは線の太さをピクセル単位で指定します。長方形や円の場合、thickness=-1を指定すると図形が塗りつぶしになります。
線の種類（lineType）
| アルゴリズム | 説明 |
|---|---|
cv2.LINE_4 | 4連結 |
cv2.LINE_8 | 8連結（デフォルト） |
cv2.LINE_AA | アンチエイリアス |
LINE_4 < LINE_8 < LINE_AAの順に滑らかな線が描画されます。LINE_AAは最も滑らかですが、描画処理のコストも高くなります。
座標の小数部分のビット数（shift）
shiftは座標の小数部分のビット数を整数で指定するパラメータです（デフォルトは0）。通常は座標を整数で扱いますが、ピクセルより細かい精度で座標を指定したい場合に使用します。shiftを使用する場合は、lineTypeをcv2.LINE_AAにする必要があります。
線を描く（cv2.line()）
直線の描画にはcv2.line()を使用します。
cv2.line(img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType[, shift]]])imageLine = img.copy()
# 始点と終点
pt1 = (200, 80)
pt2 = (450, 80)
cv2.line(imageLine, pt1, pt2, (255, 255, 0), thickness=3)
cv2.imshow('Image Line', imageLine)
cv2.waitKey(0)座標pt1からpt2までの直線が描画されます。色はBGR形式で指定し、上記の例では水色（B=255, G=255, R=0）の線が引かれています。
円を描く（cv2.circle()）
円の描画にはcv2.circle()を使用します。
cv2.circle(img, center, radius, color[, thickness[, lineType[, shift]]])| 引数 | 説明 |
|---|---|
| center | 円の中心座標 |
| radius | 円の半径（ピクセル） |
imageCircle = img.copy()
circle_center = (350, 280)
radius = 100
cv2.circle(imageCircle, circle_center, radius, (0, 0, 255), thickness=3, lineType=cv2.LINE_AA)
cv2.imshow("Image Circle", imageCircle)
cv2.waitKey(0)塗りつぶしの円
thickness=-1を指定すると、円が塗りつぶされます。
cv2.circle(imageCircle, circle_center, radius, (0, 0, 255), thickness=-1, lineType=cv2.LINE_AA)長方形を描く（cv2.rectangle()）
長方形の描画にはcv2.rectangle()を使用します。
cv2.rectangle(img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType[, shift]]])pt1は長方形の左上（top-left）、pt2は右下（bottom-right）の座標を指定します。対角の2点を指定することで長方形の形が決まります。
imageRectangle = img.copy()
start_point = (250, 185)
end_point = (430, 385)
cv2.rectangle(imageRectangle, start_point, end_point, (0, 0, 255), thickness=3, lineType=cv2.LINE_8)
cv2.imshow('imageRectangle', imageRectangle)
cv2.waitKey(0)長方形もthickness=-1で塗りつぶしが可能です。
cv2.rectangle(imageRectangle, start_point, end_point, (0, 0, 255), thickness=-1, lineType=cv2.LINE_8)楕円を描く（cv2.ellipse()）
楕円の描画にはcv2.ellipse()を使用します。
cv2.ellipse(img, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color[, thickness[, lineType[, shift]]])imageEllipse = img.copy()
ellipse_center = (350, 280)
axis1 = (100, 50)
cv2.ellipse(imageEllipse, ellipse_center, axis1, 0, 0, 360, (255, 0, 0), thickness=3)
cv2.imshow('ellipse Image', imageEllipse)
cv2.waitKey(0)引数
| 引数 | 説明 |
|---|---|
| center | 楕円の中心座標 |
| axes | (x軸方向の半径, y軸方向の半径) |
| angle | 楕円全体の回転角度 |
| startAngle | 描画開始角度 |
| endAngle | 描画終了角度 |
axes: (100, 50)の場合、x軸方向の方が長いため横長の楕円になります。両方を同じ値にすると正円になります。
angle: 楕円全体を回転させる角度です。例えば90°を指定すると、横長の楕円が縦長になります。
startAngle / endAngle: 描画する角度の範囲です。0〜360で全円、0〜180で半円を描画できます。
まとめ
今回は、OpenCVで画像に図形を描画する方法を紹介しました。
- 直線:
cv2.line()で2点間の直線を描画 - 円:
cv2.circle()で中心と半径を指定して描画 - 長方形:
cv2.rectangle()で対角の2点を指定して描画 - 楕円:
cv2.ellipse()で軸の長さや角度を柔軟に指定 thickness=-1で塗りつぶしが可能