< * 도형 그리기(Drawing) * >
◆ 도형 그리기(Drawing)는 영상이나 이미지 위에 그래픽을 그려 검출 결과를 시각적으로 표시한다.
◆ 또한, 이미지 위에 검출 결과를 새롭게 그려 결괏값을 변형하거나 보정하기 위해서도 사용한다
◆ 도형 그리기는 직선, 사각형, 원, 다각형 등을 그릴 수 있다.
◆ 도형 그리기는 선형 타입(Line Types), 비트 시프트(Bit Shift)에 따라 결과가 달라질 수 있다.
◁ 선형 타입(Line Types) ▷
선형 타입은 도형을 그릴 때 어떤 유형의 선으로 그릴지 결정한다.
선형 타입으로는 브레젠험 알고리즘(Bresenham's algorithm), 안티 에일리어싱(Anti-Aliasing) 방식이 있다.
선은 점들의 연속으로 이뤄진 형태로 두 점 사이의 직선을 그린다면 시작점과
도착점 사이에 연속한 점을 두게 되어 직선을 그리게 된다.
일반적으로 직선의 방정식을 사용한다면 두 점 사이에 있는 모든 좌표를 알 수 있다.
- 하지만 이 방식은 실수 형태로 소수점이 발생한다.
이미지는 래스터 형식의 사각형 격자 구조로 이뤄진 행렬이며, 점의 좌표는 모두 정수의 값으로 이뤄져 있다.
브레젠험 알고리즘은 실수 연산을 하지 않고 정수 연산으로만 선을 그릴 수 있도록 개발된 알고리즘이다.
- 브레젠험 알고리즘은 4 연결 방식과 8 연결 방식이 있다.
- 4 연결 방식의 경우 선분에 픽셀을 할당할 때 다음에 할당될 위치로 오른쪽, 왼쪽, 위쪽, 아래쪽 영역만 고려한다.
- 8 연결 방식의 경우 대각선 방향까지 추가돼 총 여덟 개의 위치를 고려한다.
안티 에일리어싱은 영상 신호의 결함을 없애기 위한 기법으로서 이미지나 객체의 가장자리 부분에서
발생하는 계단 현상을 없애고 계단을 부드럽게 보이도록 하는 방식이다.
- 안티 에일리어싱 방식은 가우스 필터링을 사용하며, 넓은 선의 경우 항상 끝이 둥글게 그려진다.
◁ 비트 시프트(Bit Shift) ▷
도형 그리기 함수에서 사용되는 값은 일반적으로 정숫값이다.
비트 시프트를 활용하면 소수점 이하의 값이 포함된 실숫값 좌표로도 도형 그리기 함수를 사용할 수 있다.
비트 시프트는 서브 픽셀(sub pixel) 정렬을 지원해서 소수점 이하 자릿수를 표현할 수 있다.
소수점은 도형 그리기 함수에서 표현할 수 없으므로 비트 시프트의 값으로 지정한다.
----< 예제 : Drawing.py >-------------------------------------------------------------------
import cv2
import numpy as np
src = np.zeros((768, 1366, 3), dtype=np.uint8)
src = cv2.line(src, (100, 100), (1200, 100), (0, 0, 255), 3, cv2.LINE_AA)
src = cv2.circle(src, (300, 300), 50, (0, 255, 0), cv2.FILLED, cv2.LINE_4)
src = cv2.rectangle(src, (500, 200), (1000, 400), (255, 0, 0), 5, cv2.LINE_8)
src = cv2.ellipse(src, (1200, 300), (100, 50), 0, 90, 180, (255, 255, 0), 2)
pts1 = np.array([[100, 500], [300, 500], [200, 600]])
pts2 = np.array([[600, 500], [800, 500], [700, 600]])
src = cv2.polylines(src, [pts1], True, (0, 255, 255), 2)
src = cv2.fillPoly(src, [pts2], (255, 0, 255), cv2.LINE_AA)
src = cv2.putText(src, "YUNDAEHEE", (900, 600), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 2, (255, 255, 255), 3)
cv2.imshow("src", src)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()
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▶ src = cv2.line(src, (100, 100), (1200, 100), (0, 0, 255), 3, cv2.LINE_AA)
: 직선 그리기 함수(cv2.line)로 입력 이미지에 직선을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.line(src, pt1, pt2, color, thickness, lineType, shift) >
: 입력 이미지(src)에 시작 좌표(pt1)부터 도착 좌표(pt2)를 지나는 특정 색상(color)과 두께(thickness)의 직선을 그린다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift)를 설정할 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 직선이 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ src = cv2.circle(src, (300, 300), 50, (0, 255, 0), cv2.FILLED, cv2.LINE_4)
: 원 그리기 함수(cv2.circle)로 입력 이미지에 원을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.circle(src, center, radius, color, thickness, lineType, shift) >
: 입력 이미지(src)에 중심점(center)으로부터 반지름(radius) 크기의 특정 색상(color)과 두께(thickness)의 원을 그린다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift)를 설정할 수 있다.
- 만약, 내부가 채워진 원을 그리는 경우, 두께에 cv2.FILLED을 사용해 내부를 채울 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 원이 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ src = cv2.rectangle(src, (500, 200), (1000, 400), (255, 0, 0), 5, cv2.LINE_8)
: 사각형 그리기 함수(cv2.rectangle)로 입력 이미지에 원을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.rectangle(src, pt1, pt2, color, thickness, lineType, shift) >
: 입력 이미지(src)에 좌측 상단 모서리 좌표(pt1)부터 우측 하단 모서리 좌표(pt2)로 구성된
특정 색상(color)과 두께(thickness)의 사각형을 그린다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift)를 설정할 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 사각형이 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ src = cv2.ellipse(src, (1200, 300), (100, 50), 0, 90, 180, (255, 255, 0), 2)
: 호 그리기 함수(cv2.ellipse)로 입력 이미지에 원을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.ellipse(src, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color, thickness, lineType, shift) >
: 입력 이미지(src)에 중심점(center)으로부터 장축과 단축(axes) 크기를 갖는 특정 색상(color)과 두께(thickness)의 호를 그린다.
- 각도(angle)는 장축이 기울어진 각도를 의미하며,
시작 각도(startAngle)와 도착 각도(endAngle)를 설정해 호의 형태를 구성한다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift)를 설정할 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 호가 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ pts1 = np.array([[100, 500], [300, 500], [200, 600]])
pts2 = np.array([[600, 500], [800, 500], [700, 600]])
: poly 함수를 사용하는 경우, numpy 형태로 저장된 위치 좌표들이 필요하다.
- n개의 점이 저장된 경우, n 각형을 그릴 수 있다.
▶ src = cv2.polylines(src, [pts1], True, (0, 255, 255), 2)
: 내부가 채워지지 않은 다각형 그리기 함수(cv2.polylines)로 입력 이미지에 다각형을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.ellipse(src, pts, isClosed, color, thickness, lineType, shift) >
: 입력 이미지(src)에 선들의 묶음(pts) 이뤄진 N개의 내부가 채워지지 않은 다각형을 그린다.
- 닫힘 여부(isClosed)를 설정해 처음 좌표와 마지막 좌표의 연결 여부를 설정하며,
설정한 색상(color)과 두께(thickness)의 다각형이 그려진다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift)를 설정할 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 다각형이 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ src = cv2.fillPoly(src, [pts2], (255, 0, 255), cv2.LINE_AA)
: 내부가 채워진 다각형 그리기 함수(cv2.fillPoly)로 입력 이미지에 다각형을 그릴 수 있다.
< dst = cv2.ellipse(src, pts, color, thickness, lineType, shift, offset) >
: 입력 이미지(src)에 선들의 묶음(pts) 이뤄진 N개의 내부가 채워지지 않은 다각형을 그린다.
- 설정한 색상(color)과 두께(thickness)의 다각형이 그려진다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 비트 시프트(shift), 오프셋(offset)을 설정할 수 있다.
- 오프셋은 좌표를 (x, y)만큼 이동시켜 표시할 수 있다.
- 설정된 입력값으로 그려진 다각형이 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
▶ src = cv2.putText(src, "YUNDAEHEE", (900, 600), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 2, (255, 255, 255), 3)
: 문자 그리기 함수(cv2.putText)로 입력 이미지에 문자를 그릴 수 있다.
< dst = cv2.putText(src, text, org, fontFace, fontScale, color, thickness, lineType, bottomLeftOrigin) >
: 입력 이미지(src)에 문자열(text)을 텍스트 박스의 좌측 상단 모서리(org)를 기준으로 문자가 그려진다.
- 설정한 글꼴(fontFace)과 글자 크기(fontScale), 색상(color)과 두께(thickness)의 다각형이 그려진다.
- 추가로 선형 타입(lineType), 기준 좌표(bottomLeftOrigin)를 설정할 수 있다.
- 기준 좌표는 텍스트 박스 좌측 상단 모서리가 아닌 텍스트 박스 좌측 하단 모서리를
사용할 경우 기준 좌표에 true를 지정한다.
- 설정된 입력값으로 그려진 문자가 포함된 출력 이미지(dst)을 생성한다.
■ 선형 타입 종류
속성 의미
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cv2.FILLED 내부 채우기
cv2.LINE_4 4점 이웃 연결
cv2.LINE_8 8점 이웃 연결
cv2.LINE_AA AntiAlias
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■ 글꼴 종류
속성 의미 비고
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cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX 보통 크기의 산세리프 글꼴 -
cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN 작은 크기의 산세리프 글꼴 -
cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX 보통 크기의 산세리프 글꼴 정교함
cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX 보통 크기의 세리프 글꼴 -
cv2.FONT_HERSHEY_TRIPLEX 보통 크기의 세리프 글꼴 정교함
cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL 작은 크기의 손글씨 글꼴 -
cv2.FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX 보통 크기의 손글씨 글꼴 -
cv2.FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX 보통 크기의 손글씨 글꼴 정교함
cv2.FONT_ITALIC 기울임 꼴 -
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