【OpenCV】cv2.rectangle関数の使い方【長方形を描画する】

opencv.rectangleの使い方【長方形を描画する】プログラミング
ゆうすけ
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cv2.rectangle関数ってどう使うんですか・・・?

資格マフィア
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cv2.rectangle関数は長方形を描画する時に使用する。
関数の使い方も解説しよう。

 

✔️ 本記事のテーマ

cv2.rectangleの使い方

 

✔️ 読者さんへの前置きメッセージ

本記事は「OpenCV の rectangle関数」について書いています。

 

この記事を読むことで
「cv2.rectangleの使い方 や 画像に長方形を描画する方法」
について理解できます。

 

OpenCVには様々な関数が用意されています。

 

その中の一つにcv2.rectangle関数があります。

 

cv2.rectangle関数を使うことで「画像に長方形を描画する」ことができます。

 

この記事ではcv2.rectangle関数の使い方や関数に与える引数まで徹底的に解説します。

 

それでは、解説していきましょう。

cv2.rectangle関数のサンプルコード

cv2.rectangleのサンプルコード

cv2.rectangleを使用したサンプルコードは以下のようなコードです。
この記事ではこのサンプルコードに沿って解説していきます。

import cv2

img = cv2.imread('./sample.png')

cv2.rectangle(img,
              pt1=(50, 150),
              pt2=(125, 250),
              color=(0, 255, 0),
              thickness=3,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

cv2.imwrite('./sample_after.png', img)

 

このサンプルコードによって、生成される画像はこちらになります。

画像_cv2.rectangleのサンプルコード

 

画像中に長方形が描画されていることが分かるかと思います。

 

cv2.rectangle関数の引数について

cv2.rectangle関数の引数について

サンプルコードの通り、cv2.rectangle関数は7個の引数を取ります。

cv2.rectangle(img,
              pt1=(50, 150),
              pt2=(125, 250),
              color=(0, 255, 0),
              thickness=3,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

これらの引数がどのような意味を持つのかを順番に解説していきましょう。

cv2.rectangle関数の第1引数:img

cv2.rectangle関数の第1引数 img対象の画像データです。
Ndarray 型で指定します。

 

OpenCVで画像処理を行うためには、
まずcv2.imread関数によって画像データを読み込む必要があります。

img = cv2.imread('./sample.png')

 

サンプルコードではpythonファイルと同階層にある sample.png を読み込んでいます。

 

このようにして、読み込んだ画像データをcv2.rectangleに引数で渡すことで、その画像データに対して長方形を描画します。

 

なお、OpenCVによる画像の読み込みについては
OpenCVで画像を読み込む方法【Python】
の記事で解説しています。

 

cv2.rectangle関数の第2引数:pt1

cv2.rectangleの第2引数 pt1 は描画する長方形の左上頂点の座標です。
(int型, int型)のtupleで指定します。

 

ちょうど以下の画像の丸で囲った点の座標です。

画像_rectangleの第2引数

座標は(x座標のピクセル, y座標のピクセル)の形式で指定する必要があります。

 

サンプルコードでは pt1=(50, 150) と指定しているので、
x座標: 50px, y座標: 150pxを左上頂点とする長方形を描画しています。

 

試しに pt1=(10, 150) と指定すると、
描画する長方形の左上頂点が左に移動します。

import cv2

img = cv2.imread('./sample.png')

cv2.rectangle(img,
              pt1=(10, 150),
              pt2=(125, 250),
              color=(0, 255, 0),
              thickness=3,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

cv2.imwrite('./sample_after.png', img)

変更後画像_rectangleの第2引数

 

 

cv2.rectangle関数の第3引数:pt2

cv2.rectangleの第3引数 pt2 は描画する長方形の右下頂点の座標です。
(int型, int型)のtupleで指定します。

 

ちょうど以下の画像の丸で囲った点の座標です。

画像_rectangleの第3引数

 

座標は(x座標のピクセル, y座標のピクセル)で指定する必要があります。

 

サンプルコードでは pt1=(125, 250) と指定しているので、
x座標: 125px, y座標: 250pxを右下頂点とする長方形を描画しています。

 

試しに pt2=(150, 250) と指定すると、
描画する長方形の右下頂点が右に移動します。

import cv2

img = cv2.imread('./sample.png')

cv2.rectangle(img,
              pt1=(50, 150),
              pt2=(150, 250),
              color=(0, 255, 0),
              thickness=3,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

cv2.imwrite('./sample_after.png', img)

変更後画像_rectangleの第3引数

 

 

cv2.rectangle関数の第4引数:color

cv2.rectangleの第4引数 color は描画する線の色です。
(int型, int型, int型)のtupleで指定します。

 

colorは以下のBGR形式で指定する必要があります。

color = (青, 緑, 赤)

このような順番で3原色を数値で指定します。
各色の最大値は255です。

 

サンプルコードでは color=(0, 255, 0) としているので緑色を指定していることになります。

 

試しに color=(0, 0, 255)とすると、以下の画像のように赤色で図形が描画されます。

import cv2

img = cv2.imread('./sample.png')

cv2.rectangle(img,
              pt1=(50, 150),
              pt2=(125, 250),
              color=(0, 0, 255),
              thickness=3,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

cv2.imwrite('./sample_after.png', img)

変更後画像_rectangleの第4引数

 

 

cv2.rectangle関数の第5引数:thickness

cv2.rectangleの第5引数 thickness は描画する線の太さです。
int型で指定します。

 

以下の形式で描画する線の太さを指定することができます。

thickness = 数値(ピクセル)

 

サンプルコードでは thickness=3 としているので太さ3pxの線を描画しています。

 

なお、引数thicknessに負の数を渡すと、長方形の内部を塗りつぶす挙動になります。

 

試しにサンプルコードを thickness=-1 としてプログラムを実行すると以下の画像が生成されます。

import cv2

img = cv2.imread('./sample.png')

cv2.rectangle(img,
              pt1=(50, 150),
              pt2=(125, 250),
              color=(0, 255, 0),
              thickness=-1,
              lineType=cv2.LINE_4,
              shift=0)

cv2.imwrite('./sample_after.png', img)

変更後画像_rectangleの第5引数

 

ちなみに、thicknessはデフォルト引数なので、引数を渡さなくともcv2.rectangle関数は動きます。
引数で値を渡さなかった場合は thickness=1の挙動になります。

 

なお、デフォルト引数については
pythonのデフォルト引数についての解説
の記事で解説しています。

 

cv2.rectangle関数の第6引数:lineType

cv2.rectangleの第6引数 lineType は線を描画するアルゴリズムの種類です。
OpenCVの独自コードで指定します。

 

引数lineTypeでは以下のアルゴリズムを選択することができます。

  • 4連結: cv2.LINE_4
  • 8連結: cv2.LINE_8(デフォルト)
  • アンチエイリアス: cv2.LINE_AA

 

lineTypeはデフォルト引数なので、引数を渡さなくともcv2.rectangle関数は動きます。
引数で値を渡さなかった場合は lineType=cv2.LINE_8 の挙動になります。

 

アンチエイリアスとはピクセルの境目に出るギザギザを滑らかに表現する手法です。
ただ、長方形の描画では上記3つとも目でみてわかる違いはないです。
文字の描画などにすると違いが多少分かります。

 

なお、OpenCVによる文字の描画については
【OpenCV】cv2.putText関数の使い方【文字を描画する】
の記事で解説しています。

 

cv2.rectangle関数の第7引数:shift

cv2.rectangleの第7引数 shift は各座標において小数点以下の桁を表すビット数です。
int型で指定します。

 

これは正直あまり違いが分からないので、特に気にしなくても良いです。

 

shiftもデフォルト引数なので、特に値を渡さなければ shift=0として扱われます。

 

一応解説すると、shiftを指定した場合、座標(x, y)は以下の式で計算されます。

(x*2^(-shift), y*2^(-shift))


より正確な値で座標を指定することができるので、
理論上はより滑らかな描画を可能にしますが、目に見える違いはほとんどないです。

 

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