OpenCV C++ 学习笔记（六）：绘制文本、几何绘图、查找/绘制轮廓

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绘制文字putText()

void cv::putText(Mat& img,              // 目标图像const string& text,    // 待绘制的文本字符串Point org,             // 文本字符串左下角所在位置int fontFace,          // 字体类型double fontScale,      // 字体缩放系数（相对于默认大小）Scalar color,          // 文本颜色 (B,G,R)int thickness = 1,     // 线条宽度int lineType = LINE_8, // 线型bool bottomLeftOrigin = false // 当值为 true 时，原点位于左下角，否则在左上角
);/** @brief Draws a text string.The function cv::putText renders the specified text string in the image. Symbols that cannot be rendered
using the specified font are replaced by question marks. See #getTextSize for a text rendering code
example.@param img Image.
@param text Text string to be drawn.
@param org Bottom-left corner of the text string in the image.
@param fontFace Font type, see #HersheyFonts.
@param fontScale Font scale factor that is multiplied by the font-specific base size.
@param color Text color.
@param thickness Thickness of the lines used to draw a text.
@param lineType Line type. See #LineTypes
@param bottomLeftOrigin When true, the image data origin is at the bottom-left corner. Otherwise,
it is at the top-left corner.*/

• img: 输入/输出图像，即要在其上绘制文字的图像。
• text: 要绘制的文本字符串。
• org: 指定文本起始点的坐标。这个点是文本字符串中第一个字符的左下角（如果 bottomLeftOrigin=false）或者左上角（如果 bottomLeftOrigin=true）的位置。
• fontFace: 字体类型，支持以下几种：
  • FONT_HERSHEY_SIMPLEX, FONT_HERSHEY_PLAIN
  • FONT_HERSHEY_DUPLEX, FONT_HERSHEY_COMPLEX
  • FONT_HERSHEY_TRIPLEX, FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL
  • FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX, FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX
• fontScale: 字体的比例因子。可以根据需要放大或缩小字体大小。
• color: 字体颜色，使用 Scalar 对象表示，格式为 (B, G, R)。
• thickness: 字体线条的厚度。默认值为 1。
• lineType: 线条类型。通常使用 LINE_8 或 LINE_AA（抗锯齿）。LINE_4 和 LINE_AA 也是可选项。
• bottomLeftOrigin: 如果此参数设置为 true，则文本的原点将位于左下角；否则，默认情况下，它位于左上角。

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(300, 300), CV_8UC3);// 定义文本和字体属性
std::string text = "Hello, OpenCV!";
cv::Point position(50, 150); // 文字起始位置
int fontFace = cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX;
double fontScale = 1.0; // 字体大小
int thickness = 2; // 字体线条厚度// 在图像上绘制文本
cv::putText(image, text, position, fontFace, fontScale, cv::Scalar(255, 0, 0), thickness);// 显示结果图像
cv::imshow("Image with Text", image);

绘制直线line()

void cv::line(Mat& img,              // 目标图像Point pt1,             // 直线起点Point pt2,             // 直线终点const Scalar& color,   // 线条颜色 (B,G,R)int thickness = 1,     // 线条宽度，默认为1int lineType = LINE_8, // 线型，默认为8连通int shift = 0          // 坐标点的小数位数，默认为0
);

• lineType: 线条类型，可以选择以下几种之一：
  • LINE_4: 4连通线段。
  • LINE_8: 8连通线段（默认）。
  • LINE_AA: 抗锯齿线段，提供更平滑的效果。

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(300, 300), CV_8UC3);// 定义直线的起点和终点
cv::Point startPoint(50, 50);
cv::Point endPoint(250, 250);// 定义线条的颜色和粗细
cv::Scalar lineColor(0, 255, 0); // 绿色
int thickness = 2;               // 粗细为2个像素
int lineType = cv::LINE_AA;      // 使用抗锯齿线条// 在图像上绘制直线
cv::line(image, startPoint, endPoint, lineColor, thickness, lineType);

绘制矩形rectangle()

void cv::rectangle(Mat& img,                      // 输入/输出图像Point pt1,                     // 矩形左上角坐标Point pt2,                     // 矩形右下角坐标const Scalar& color,           // 颜色 (B, G, R)int thickness = 1,             // 线条粗细，默认为1int lineType = LINE_8,         // 线型，默认为LINE_8int shift = 0                  // 坐标精度位数，默认为0
);void cv::rectangle(Mat& img,Rect rec,                      // 使用 Rect 定义矩形区域const Scalar& color,int thickness = 1,int lineType = LINE_8,int shift = 0
);

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(300, 300), CV_8UC3); // 黑色背景图cv::Point topLeft(50, 50);
cv::Point bottomRight(250, 250);cv::rectangle(image, topLeft, bottomRight, cv::Scalar(0, 255, 0), 2, cv::LINE_AA);// 或
cv::rectangle(image, cv::Rect(50, 50, 200, 200), cv::Scalar(255, 0, 0), 2);// 绘制实心矩形（填充）
cv::rectangle(image, cv::Rect(50, 50, 100, 100), cv::Scalar(0, 0, 255), cv::FILLED);

使用 thickness=cv::FILLED 或 -1 实现实心效果。

绘制圆circle()

void cv::circle(Mat& img,                     // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。Point center,                 // 圆心坐标 (x, y)。int radius,                   // 圆的半径。const Scalar& color,          // 圆的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int thickness = 1,            // 组成圆的线条的粗细程度。如果为负值，例如 FILLED，则会填充圆形内部。int lineType = LINE_8,        // 圆边界的类型。默认是8连接线。int shift = 0                 // 圆心坐标和半径值的小数位数。
);

thickness 正值表示绘制空心圆，而负值（如 FILLED）则表示绘制实心圆。

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(600, 400), CV_8UC3);// 定义圆心位置和半径
cv::Point center = cv::Point(300, 200); // 圆心位于图像中央
int radius = 100; // 半径为100像素// 绘制红色的实心圆
cv::circle(image, center, radius, cv::Scalar(0, 0, 255), -1, cv::LINE_AA);

绘制椭圆或部分弧线ellipse()

void cv::ellipse(Mat& img,                         // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。Point center,                     // 椭圆中心的位置 (x, y)。Size axes,                        // 椭圆主轴和次轴的长度。double angle,                     // 椭圆相对于x轴旋转的角度（以度为单位）。double startAngle,                // 椭圆弧起始角度（以度为单位）。double endAngle,                  // 椭圆弧结束角度（以度为单位）。const Scalar& color,              // 椭圆的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int thickness = 1,                // 组成椭圆的线条的粗细程度。如果为负值，例如 FILLED，则会填充椭圆内部。int lineType = LINE_8,            // 椭圆边界的类型。默认是8连接线。int shift = 0                     // 中心坐标和轴数值的小数位数。
);

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(600, 400), CV_8UC3);// 定义椭圆中心位置、轴长和旋转角度
cv::Point center(300, 200); // 椭圆中心位于图像中央
cv::Size axes(100, 50);     // 椭圆的主轴和次轴长度
double angle = 30;          // 相对x轴顺时针旋转30度
double startAngle = 0;      // 椭圆弧起始角度
double endAngle = 360;      // 椭圆弧结束角度// 绘制蓝色的空心椭圆
cv::ellipse(image, center, axes, angle, startAngle, endAngle, cv::Scalar(255, 0, 0), 2, cv::LINE_AA);

绘制多边形/折线polylines()

void cv::polylines(Mat& img,                         // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。const Point* pts,                 // 指向要绘制的多边形顶点数组的指针。const vector<Point>& pts,         // 或者使用Point类型的vector容器代替。bool isClosed,                    // 标志表示所绘制的折线是否闭合。如果为true，则连接最后一个点与第一个点。const Scalar& color,              // 多边形的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int thickness = 1,                // 组成多边形的线条的粗细程度。默认值为1。int lineType = LINE_8,            // 线段端点的类型。可选值有LINE_4, LINE_8 (default), LINE_AA（抗锯齿）。int shift = 0                     // 顶点坐标的小数位数。默认值为0。
);// 更常用的重载版本接受一个 vector<vector<Point>> 类型的参数，以便一次绘制多个轮廓void cv::polylines(Mat& img,                                 // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。const vector<vector<Point>>& pts,        // 包含每个多边形或折线顶点集合的vector容器。bool isClosed,                           // 标志表示所绘制的折线是否闭合。如果为true，则每个轮廓的最后一个点与第一个点相连。const Scalar& color,                     // 多边形的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int thickness = 1,                       // 组成多边形的线条的粗细程度。默认值为1。int lineType = LINE_8,                   // 线段端点的类型。可选值有LINE_4, LINE_8 (default), LINE_AA（抗锯齿）。int shift = 0                            // 顶点坐标的小数位数。默认值为0。
);

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(600, 400), CV_8UC3);// 定义多边形顶点
std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
contours.push_back({{100, 100}, {150, 50}, {200, 100}}); // 三角形
contours.push_back({{300, 200}, {350, 150}, {400, 200}, {350, 250}}); // 四边形// 绘制蓝色的闭合多边形
cv::polylines(image, contours, true, cv::Scalar(255, 0, 0), 2, cv::LINE_AA);

填充多边形fillPoly()

void cv::fillPoly(Mat& img,                                // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。const Point** pts,                       // 指向要填充的多边形顶点数组的指针。const vector<Point>& pts,                // 或者使用Point类型的vector容器代替。const vector<vector<Point>>& pts,        // 包含每个多边形顶点集合的vector容器。const int npts[],                        // 每个多边形顶点数的数组。int contours,                            // 要绘制的多边形数量。const Scalar& color,                     // 多边形的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int lineType = LINE_8,                   // 线段端点的类型。可选值有LINE_4, LINE_8 (default), LINE_AA（抗锯齿）。int shift = 0                            // 顶点坐标的小数位数。默认值为0。
);void cv::fillPoly(Mat& img,                                // 输入/输出图像阵列，可以是8位或32位浮点型。const vector<vector<Point>>& pts,        // 包含每个多边形或折线顶点集合的vector容器。const Scalar& color,                     // 多边形的颜色。在BGR格式下表示为Scalar(blue, green, red)。int lineType = LINE_8,                   // 线段端点的类型。可选值有LINE_4, LINE_8 (default), LINE_AA（抗锯齿）。int shift = 0,                           // 顶点坐标的小数位数。默认值为0。Point offset = Point()                   // 可选的偏移量，应用于所有顶点。
);

cv::Mat image = cv::Mat::zeros(cv::Size(600, 400), CV_8UC3);// 定义多边形顶点
std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
contours.push_back({{100, 100}, {150, 50}, {200, 100}}); // 三角形
contours.push_back({{300, 200}, {350, 150}, {400, 200}, {350, 250}}); // 四边形// 填充红色的三角形和蓝色的四边形
cv::fillPoly(image, contours, cv::Scalar(0, 0, 255), cv::LINE_8, 0, cv::Point());
cv::fillPoly(image, contours, cv::Scalar(255, 0, 0), cv::LINE_8, 0, cv::Point(200, 100)); // 注意第二个图形需要调整偏移以避免覆盖第一个图形

查找轮廓findContours()

用于在二值图像中查找轮廓。轮廓可以简单地理解为连接具有相同颜色或强度的所有连续点（沿着边界）的曲线。它常被用于形状分析、对象检测和识别等领域。

void cv::findContours(InputOutputArray image, // 输入/输出图像，必须是二值图像，非零像素被视为1，0像素保持不变。OutputArrayOfArrays contours, // 检测到的轮廓，每个轮廓存储为一个点向量。OutputArray hierarchy, // 可选输出变量，包含图像拓扑信息的向量。int mode, // 轮廓检索模式。int method, // 轮廓近似方法。Point offset = Point() // 可选偏移量，指定每个轮廓点的可选增量。
);

• image: 输入的单通道、8位二值图像。在函数执行过程中，这个图像可能会被修改。为了保留原图，建议传入图像的副本。
• contours: 输出参数，存储所有找到的轮廓。每个轮廓是一个点（x,y坐标）的列表，这些点定义了轮廓的形状。
• hierarchy: 输出参数，每个轮廓对应的层次结构信息。每个轮廓都有一个与之关联的信息：下一个轮廓、前一个轮廓、第一个子轮廓和父轮廓的索引。
• mode: 轮廓检索模式，决定了函数如何检索轮廓：
  • RETR_EXTERNAL: 只检索最外层的轮廓。
  • RETR_LIST: 检索所有轮廓并将它们组成一个没有层次结构的列表。
  • RETR_CCOMP: 检索所有轮廓并将它们组织成两级结构：顶层为连通域，第二层为孔洞。
  • RETR_TREE: 检索所有轮廓并重建嵌套轮廓的完整层级结构。
• method: 轮廓近似方法，指定了如何近似轮廓：
  • CHAIN_APPROX_NONE: 将轮廓中的所有点都存储下来，不进行压缩。
  • CHAIN_APPROX_SIMPLE: 压缩水平、垂直和对角线方向上的点，仅保留它们的端点。
  • CHAIN_APPROX_TC89_L1, CHAIN_APPROX_TC89_KCOS: 使用Teh-Chin链逼近算法的一种。
• offset: 可选参数，指定轮廓点的增量。对于ROI处理非常有用。

绘制轮廓drawContours()

void cv::drawContours(Mat& image,                        // 输入/输出图像const vector<vector<Point>>& contours,  // 轮廓列表（由 findContours 提取）int contourIdx,                    // 要绘制的轮廓索引（-1 表示全部绘制）const Scalar& color,              // 轮廓颜色 (B, G, R)int thickness = 1,                // 线宽或填充标志int lineType = LINE_8,            // 线型：LINE_4 / LINE_8 / LINE_AAconst vector<Vec4i>& hierarchy = vector<Vec4i>(), // 可选的层级结构int maxLevel = INT_MAX,           // 绘制的最大层级（配合 hierarchy 使用）Point offset = Point()            // 可选偏移量，平移所有轮廓点
);

• image 输入/输出图像，轮廓会直接绘制在该图像上
• contours 轮廓列表，是一个 vector<vector<cv::Point>> 类型
• contourIdx 指定要绘制的第几个轮廓，从0开始计数；设为 -1 表示绘制所有轮廓
• color 轮廓的颜色，使用 Scalar(B, G, R) 格式指定
• thickness 线条粗细。若为负值（如 cv::FILLED），则填充轮廓内部
• lineType 线型类型，推荐使用 LINE_AA（抗锯齿）
• hierarchy 层级结构，与 findContours 返回的层级结构一致
• maxLevel 最大绘制层级，用于控制嵌套轮廓的绘制深度
• offset 偏移量，可对所有轮廓点进行整体位移

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>using namespace cv;
using namespace std;int main() {Mat src = imread("path_to_image", IMREAD_COLOR);if (src.empty()) {cout << "Could not open or find the image" << endl;return -1;}Mat gray, binary;cvtColor(src, gray, COLOR_BGR2GRAY);threshold(gray, binary, 128, 255, THRESH_BINARY);vector<vector<Point>> contours;vector<Vec4i> hierarchy;findContours(binary, contours, hierarchy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE);// 绘制轮廓Mat drawing = Mat::zeros(binary.size(), CV_8UC3);for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 256), rng.uniform(0, 256), rng.uniform(0, 256));drawContours(drawing, contours, (int)i, color, 2, LINE_8, hierarchy, 0);}imshow("Contours", drawing);waitKey(0);return 0;
}

首先读取一张图片，并将其转换为灰度图，然后通过阈值处理得到二值图像。接着使用 findContours 在二值图像中查找轮廓，并将这些轮廓drawContours()绘制在一个新的图像上。

// 只绘制第一个轮廓
cv::drawContours(src, contours, 0, cv::Scalar(255, 0, 0), 2); // 蓝色轮廓

// 填充所有轮廓
cv::drawContours(src, contours, -1, cv::Scalar(0, 255, 0), cv::FILLED);

// 只绘制最外层轮廓（层级为0）
cv::drawContours(src, contours, -1, cv::Scalar(255, 0, 0), 2, cv::LINE_AA, hierarchy, 0);

• 如果只想显示某个对象的轮廓，可以结合掩膜（mask）操作。
• 若想绘制带透明度的轮廓，可以使用 addWeighted() 实现半透明效果。