Python+OpenCV實現(xiàn)鼠標畫瞄準星的方法詳解

更新時間：2022年08月07日 14:08:42 作者：拜陽

所謂瞄準星指的是一個圓圈加一個圓圈內(nèi)的十字線，就像玩射擊游戲狙擊槍開鏡的樣子一樣。本文將利用Python+OpenCV實現(xiàn)鼠標畫瞄準星，感興趣的可以嘗試一下

所謂瞄準星指的是一個圓圈加一個圓圈內(nèi)的十字線，就像玩射擊游戲狙擊槍開鏡的樣子一樣。這里并不是直接在圖上畫一個瞄準星，而是讓這個瞄準星跟著鼠標走。在圖像標注任務中，可以利用瞄準星進行一些輔助，特別是回歸類的任務，使用該功能可以使得關鍵點的標注更加精準。

關于鼠標回調(diào)函數(shù)的說明可以參考：opencv-python的鼠標交互操作

函數(shù)說明

import cv2后，可以分別help(cv2.circle)和help(cv2.line)查看兩個函數(shù)的幫助信息：

cv2.circle()

其中四個必選參數(shù)：

img：底圖，uint8類型的ndarray

center：圓心坐標，是一個包含兩個數(shù)字的tuple（必需是tuple），表示(x, y)

radius：圓半徑，必需是整數(shù)

color：顏色，是一個包含三個數(shù)字的tuple或list，表示(b, g, r)

其他是可選參數(shù)：

thickness：點的線寬。必需是大于0的整數(shù)，必需是整數(shù)，不能小于0。默認值是1

lineType：線的類型。可以取的值有cv2.LINE_4，cv2.LINE_8，cv2.LINE_AA。其中cv2.LINE_AA的AA表示抗鋸齒，線會更平滑，畫圓的時候使用該類型比較好。

cv2.line()

line(img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType[, shift]]]) -> img
. @brief Draws a line segment connecting two points.
.
. The function line draws the line segment between pt1 and pt2 points in the image. The line is
. clipped by the image boundaries. For non-antialiased lines with integer coordinates, the 8-connected
. or 4-connected Bresenham algorithm is used. Thick lines are drawn with rounding endings. Antialiased
. lines are drawn using Gaussian filtering.
.
. @param img Image.
. @param pt1 First point of the line segment.
. @param pt2 Second point of the line segment.
. @param color Line color.
. @param thickness Line thickness.
. @param lineType Type of the line. See #LineTypes.
. @param shift Number of fractional bits in the point coordinates.

其中四個必選參數(shù)：

img：底圖，uint8類型的ndarray

pt1：起點坐標，是一個包含兩個數(shù)字的tuple（必需是tuple），表示(x, y)

pt2：終點坐標，類型同上

color：顏色，是一個包含三個數(shù)字的tuple或list，表示(b, g, r)

其他是可選參數(shù)：

thickness：點的線寬。必需是大于0的整數(shù)，必需是整數(shù)，不能小于0。默認值是1

lineType：線的類型?？梢匀〉闹涤衏v2.LINE_4，cv2.LINE_8，cv2.LINE_AA。其中cv2.LINE_AA的AA表示抗鋸齒，線會更平滑，畫圓的時候使用該類型比較好。

簡單的例子

# -*- coding: utf-8 -*-

import cv2
import numpy as np


def imshow(winname, image):
    cv2.namedWindow(winname, 1)
    cv2.imshow(winname, image)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()


if __name__ == '__main__':
    image = np.zeros((256, 256, 3), np.uint8)
    center = (128, 128)
    radius = 50
    color = (0, 255, 0)
    thickness = 2

    pt_left = (center[0] - radius, center[1])
    pt_right = (center[0] + radius, center[1])
    pt_top = (center[0], center[1] - radius)
    pt_bottom = (center[0], center[1] + radius)

    cv2.circle(image, center, radius, color, thickness, lineType=cv2.LINE_AA)
    cv2.line(image, pt_left, pt_right, color, thickness)
    cv2.line(image, pt_top, pt_bottom, color, thickness)
    imshow('draw_crosshair', image)

結果如下：

利用鼠標回調(diào)函數(shù)畫瞄準星

操作說明：

鼠標移動時以鼠標為圓心跟隨一個瞄準星

鼠標滾輪控制瞄準星的大小

+, -號控制鼠標滾輪時瞄準星的變化量

代碼如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

import cv2

WIN_NAME = 'draw_crosshair'


class DrawCrosshair(object):
    def __init__(self, image, color, center, radius, thickness=1):
        self.original_image = image
        self.image_for_show = image.copy()
        self.color = color
        self.center = center
        self.radius = radius
        self.thichness = thickness
        self.increment = 5

    def increase_radius(self):
        self.radius += self.increment

    def decrease_radius(self):
        self.radius -= self.increment
        self.radius = max(self.radius, 0)

    def increase_increment(self):
        self.increment += 1

    def decrease_increment(self):
        self.increment -= 1
        self.increment = max(self.increment, 1)

    def reset_image(self):
        """
        reset image_for_show using original image
        """
        self.image_for_show = self.original_image.copy()

    def draw_circle(self):
        cv2.circle(self.image_for_show,
                   center=self.center,
                   radius=self.radius,
                   color=self.color,
                   thickness=self.thichness,
                   lineType=cv2.LINE_AA)

    def draw_crossline(self):
        pt_left = (self.center[0] - self.radius, self.center[1])
        pt_right = (self.center[0] + self.radius, self.center[1])
        pt_top = (self.center[0], self.center[1] - self.radius)
        pt_bottom = (self.center[0], self.center[1] + self.radius)
        cv2.line(self.image_for_show, pt_left, pt_right,
                 self.color, self.thichness)
        cv2.line(self.image_for_show, pt_top, pt_bottom,
                 self.color, self.thichness)

    def draw(self):
        self.reset_image()
        self.draw_circle()
        self.draw_crossline()


def onmouse_draw_rect(event, x, y, flags, draw_crosshair):
    if event == cv2.EVENT_MOUSEWHEEL and flags > 0:
        draw_crosshair.increase_radius()
    if event == cv2.EVENT_MOUSEWHEEL and flags < 0:
        draw_crosshair.decrease_radius()

    draw_crosshair.center = (x, y)
    draw_crosshair.draw()


if __name__ == '__main__':
    # image = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
    image = cv2.imread('luka.jpg')
    draw_crosshair = DrawCrosshair(image,
                                   color=(0, 255, 0),
                                   center=(256, 256),
                                   radius=100,
                                   thickness=2)
    cv2.namedWindow(WIN_NAME, 1)
    cv2.setMouseCallback(WIN_NAME, onmouse_draw_rect, draw_crosshair)
    while True:
        cv2.imshow(WIN_NAME, draw_crosshair.image_for_show)
        key = cv2.waitKey(30)
        if key == 27:  # ESC
            break
        elif key == ord('+'):
            draw_crosshair.increase_increment()
        elif key == ord('-'):
            draw_crosshair.decrease_increment()
    cv2.destroyAllWindows()

結果如下，有了瞄準星的輔助，我們可以更加精準地找到Luka的眼睛中心。同理，我們在做人臉關鍵點標注時，這個功能也可以讓我們更加精準地找到人眼睛的中心。