OpenCV在图像上绘制文字示例

OpenCV计算机视觉开发实践：基于Qt C++ - 商品搜索 - 京东

OpenCV中除了提供绘制各种图形的函数外，还提供了一个特殊的绘制函数，用于在图像上绘制文字。这个函数是putText()，它是命名空间cv中的函数，其声明如下：

void cv::putText(
    cv::Mat& img,          // 待绘制的图像
    const string& text,    // 待绘制的文字
    cv::Point origin,      // 文本框的左下角
    int fontFace,          // 字体 (如cv::FONT_HERSHEY_PLAIN)
    double fontScale,      // 尺寸因子，值越大，文字就越大
    cv::Scalar color,      // 线条的颜色（RGB）
    int thickness = 1,     // 线条宽度
    int lineType = 8,      // 线型（4邻域或8邻域，默认为8邻域）
    bool bottomLeftOrigin = false // true='origin at lower left'
);

这个函数可以简单地在图像上绘制一些文字，由text指定的文字将在以左上角为原点的文字框中以color指定的颜色绘制出来，除非bottomLeftOrigin标志设置为真，这种情况以左下角为原点，使用的字体由fontFace参数决定。常用的字体宏是FONT_HERSHEY_SIMPLEX（普通大小无衬线字体）和FONT_HERSHEY_PLAIN（小号无衬线字体）。任何一个字体都可以和CV::FONT_ITALIC 组合使用（通过“或”操作，或操作符号是|）来得到斜体。每种字体都有一个“自然”大小，当fontScale不是1.0时，在文字绘制之前字体大小将由这个数来缩放。

这里解释一下衬线。衬线指的是字母结构笔画之外的装饰性笔画。有衬线的字体叫衬线体（Serif），没有衬线的字体叫无衬线体（Sans-Serif）。衬线体的特征是在字的笔画开始、结束的地方有额外的装饰，而且笔画的粗细会有所不同。衬线体很容易识别，它强调了每个字母笔画的开始和结束，因此易读性比较高。中文字体中的宋体就是一种标准的衬线体。无衬线体（Sans-Serif Font）没有额外的装饰，而且笔画的粗细差不多。这类字体通常是机械的和统一线条的，它们往往拥有相同的曲率、笔直的线条和锐利的转角。无衬线体与汉字字体中的黑体相对应。

另外，在实际绘制文字之前，还可以使用cv::getTextSize()接口先获取待绘制文本框的大小，以方便放置文本框。getTextSize函数可以获取字符串的宽度和高度，该函数声明如下：

Size cv::getTextSize(const string& text,cv::Point origin,int fontFace,double fontScale,int thickness,int* baseLine);

其中参数text表示输入的文本文字；fontFace表示文字字体类型；fontScale表示字体缩放系数；thickness表示字体笔画线宽；baseLine是一个输出参数，表示文字最底部的y坐标。函数返回值中包含文本框的大小。

【例4.12】绘制文字

   新建一个控制台工程，工程名是test。

   打开main.cpp，输入如下代码：

#include <iostream>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include<opencv2\imgproc.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
	string text = "Funny text inside the box";
	// int fontFace = FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX;     // 手写风格字体
	int fontFace = FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX;
	double fontScale = 2;       // 字体缩放比
	int thickness = 3;
	Mat img(600, 800, CV_8UC3, Scalar::all(0));
	int baseline = 0;
	Size textSize = getTextSize(text, fontFace, fontScale, thickness, &baseline);
	baseline += thickness;
	// center the text
	Point textOrg((img.cols - textSize.width) / 2, (img.rows - textSize.height) / 2);
	// draw the box
	rectangle(img, textOrg + Point(0, baseline), textOrg + Point(textSize.width, -textSize.height), Scalar(0, 0, 255));
	line(img, textOrg + Point(0, thickness), textOrg + Point(textSize.width, thickness), Scalar(0, 0, 255));
	putText(img, text, textOrg, fontFace, fontScale, Scalar::all(255), thickness, 8);
	imshow("text", img);
	waitKey(0);
	return 0;
}

在上述代码中，我们通过getTextSize函数获取包含字体的文本框的大小，并画线显示在矩形中。最后通过文本绘制函数putText画出一段字符串“Funny text inside the box”。

   保存工程并运行，结果如图4-8所示。

图4-8

下面我们通过一个比较综合的例子来实现随机画图，比如随机画线，随机画圆，随机绘制文本等。

【例4.13】综合实例：随机画图

   新建一个控制台工程，工程名是test。

   打开main.cpp，输入如下代码：

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
#include<iostream>
using namespace std;
#define FALSE 0
#define TRUE 1

#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace cv;
const int NUMBER = 100;
const int DELAY = 5;
const int window_width = 900;
const int window_height = 600;
int x_1 = -window_width / 2;
int x_2 = window_width * 3 / 2;
int y_1 = -window_width / 2;
int y_2 = window_width * 3 / 2;
static Scalar randomColor(RNG& rng);
int Drawing_Random_Lines(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Drawing_Random_Rectangles(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Drawing_Random_Ellipses(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Drawing_Random_Polylines(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Drawing_Random_Filled_Polygons(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Drawing_Random_Circles(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Displaying_Random_Text(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int Displaying_Big_End(Mat image, char* window_name, RNG rng);
int main(void)
{
	int c;
	char window_name[] = "Drawing_2 Tutorial";
	RNG rng(0xFFFFFFFF);
	Mat image = Mat::zeros(window_height, window_width, CV_8UC3);  // 创建一个初始化为零的矩阵
	imshow(window_name, image);
	waitKey(DELAY);
     // 然后我们开始随机画图
	c = Drawing_Random_Lines(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Drawing_Random_Rectangles(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Drawing_Random_Ellipses(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Drawing_Random_Polylines(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Drawing_Random_Filled_Polygons(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Drawing_Random_Circles(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Displaying_Random_Text(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	c = Displaying_Big_End(image, window_name, rng);
	if (c != 0) return 0;
	waitKey(0);
	return 0;
}
static Scalar randomColor(RNG& rng)
{
	int icolor = (unsigned)rng;
	return Scalar(icolor & 255, (icolor >> 8) & 255, (icolor >> 16) & 255);
}
int Drawing_Random_Lines(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	Point pt1, pt2;
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		pt1.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt1.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt2.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt2.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		line(image, pt1, pt2, randomColor(rng), rng.uniform(1, 10), 8);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Drawing_Random_Rectangles(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	Point pt1, pt2;
	int lineType = 8;
	int thickness = rng.uniform(-3, 10);
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		pt1.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt1.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt2.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt2.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		rectangle(image, pt1, pt2, randomColor(rng), MAX(thickness, -1), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Drawing_Random_Ellipses(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	int lineType = 8;
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		Point center;
		center.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		center.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		Size axes;
		axes.width = rng.uniform(0, 200);
		axes.height = rng.uniform(0, 200);
		double angle = rng.uniform(0, 180);
		ellipse(image, center, axes, angle, angle - 100, angle + 200,
			randomColor(rng), rng.uniform(-1, 9), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Drawing_Random_Polylines(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	int lineType = 8;
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		Point pt[2][3];
		pt[0][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[0][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[0][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		const Point* ppt[2] = { pt[0], pt[1] };
		int npt[] = { 3, 3 };
		polylines(image, ppt, npt, 2, true, randomColor(rng), rng.uniform(1, 10), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Drawing_Random_Filled_Polygons(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	int lineType = 8;
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		Point pt[2][3];
		pt[0][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[0][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[0][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[0][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		pt[1][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
		pt[1][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
		const Point* ppt[2] = { pt[0], pt[1] };
		int npt[] = { 3, 3 };
		fillPoly(image, ppt, npt, 2, randomColor(rng), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Drawing_Random_Circles(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	int lineType = 8;
	for (int i = 0; i < NUMBER; i++)
	{
		Point center;
		center.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		center.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		circle(image, center, rng.uniform(0, 300), randomColor(rng),
			rng.uniform(-1, 9), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Displaying_Random_Text(Mat image, char* window_name, RNG rng)
{
	int lineType = 8;
	for (int i = 1; i < NUMBER; i++)
	{
		Point org;
		org.x = rng.uniform(x_1, x_2);
		org.y = rng.uniform(y_1, y_2);
		putText(image, "Testing text rendering", org, rng.uniform(0, 8),
			rng.uniform(0, 100)*0.05 + 0.1, randomColor(rng), rng.uniform(1, 10), lineType);
		imshow(window_name, image);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}
int Displaying_Big_End(Mat image, char* window_name, RNG)
{
	Size textsize = getTextSize("OpenCV forever!", FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, 5, 0);
	Point org((window_width - textsize.width) / 2, (window_height - textsize.height) / 2);
	int lineType = 8;
	Mat image2;
	for (int i = 0; i < 255; i += 2)
	{
		image2 = image - Scalar::all(i);
		putText(image2, "OpenCV forever!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3,
			Scalar(i, i, 255), 5, lineType);
		imshow(window_name, image2);
		if (waitKey(DELAY) >= 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}

从上面代码可以看到，在主函数中，要做的第一件事是创建一个随机数生成器对象：RNG rng(0xFFFFFFFF);。在本例中，RNG使用值0xFFFFFFFF来进行初始化。

然后创建一个初始化为零的矩阵image（这意味着它将显示为黑色），并指定其高度、宽度和类型。

接着开始随机画图。查看代码可以看到，这里主要是8个自定义函数。这些函数都遵循相同的模式，因此我们只分析其中几个函数，因为相同的解释适用于所有函数。比如函数Drawing_Random_Lines用来在随机坐标处画线，因此画线函数line的首尾点pt1和pt2的坐标都是随机生成的。同样地，函数Drawing_Random_Circles用来随机画圆；函数Displaying_Random_Text用来绘制文本，并且文本的位置、颜色等也是随机产生的；函数Displaying_Big_End用来绘制程序结束时所显示的文本“OpenCV forever!”。

   保存工程并运行，结果如图4-9所示。

图4-9