前情提要：旋转标记框，较之前普通的标记框可以更好的贴合目标物体。
- 参考链接：https://blog.csdn.net/qq_36449741/article/details/107366835
需求：将旋转的标记框绘制在图片上。
- 普通标记框可以通过 patches.Rectangle（）方法进行绘制，虽然该方法有一个旋转角度的参数，但该方法的旋转方式是通过：以标记框左上角的标记点为中心进行旋转的，而不是以标记框的中心坐标进行旋转。
实现思路：
- 尝试了使用 patches.Rectangle（）的旋转角度参数进行绘制，但怎么转换旋转后的坐标暂时没有搞清楚，故采取别的方式。
- patches.Rectangle（）的目的是绘制矩形框，而矩形框可以由 4 条线段组成（相邻的线段互相垂直），那当然可以通过绘制 4 条线段的方式组成对应的标记框
链接：https://blog.csdn.net/weixin_47873308/article/details/113059744 ，中给出了 “ 一个点以另一个点为中心，计算旋转后的坐标公式 ”，故可以通过公式，得出旋转后矩形框 4 个点的坐标，进而绘制出对应矩形框。- 旋转公式具体如下
-
1 假设对图片上任意点(x,y)，绕一个坐标点(rx0,ry0)逆时针旋转a角度后的新的坐标设为(x0, y0)，有公式： 2 x0= (x - rx0)*cos(a) - (y - ry0)*sin(a) + rx0 3 y0= (x - rx0)*sin(a) + (y - ry0)*cos(a) + ry0
- 旋转公式具体如下
原图：
将标记框标注在图像后的结果：
- 黄色标记框为旋转角度为 0 的标记框，红色标记框为以标记框中心为旋转中心，旋转之后的标记框
具体实现代码如下：
1 ''' 参考链接 ：https://blog.csdn.net/weixin_47873308/article/details/113059744 2 假设对图片上任意点(x,y)，绕一个坐标点(rx0,ry0)逆时针旋转a角度后的新的坐标设为(x0, y0)，有公式： 3 x0= (x - rx0)*cos(a) - (y - ry0)*sin(a) + rx0 4 y0= (x - rx0)*sin(a) + (y - ry0)*cos(a) + ry0 5 ''' 6 7 import math 8 import xml.dom.minidom 9 import matplotlib.pyplot as plt 10 from matplotlib.image import imread 11 import matplotlib.patches as patches 12 from pylab import * 13 mpl.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] 14 mpl.rcParams['axes.unicode_minus']=False 15 16 ### 一个点以另一个点为中心旋转一定的角度 17 def point_rotate(x, y, cx, cy, angle): 18 x0 = (x - cx) * cos(angle) - (y - cy) * sin(angle) + cx 19 y0 = (x - cx) * sin(angle) + (y - cy) * cos(angle) + cy 20 return x0, y0 21 22 ### 绘制旋转标记框，通过四条线段组成矩形的方式进行绘制 23 # 传入 c_x, c_y, w, h 通过绘制四条直线画出标记框 24 def draw_bbox_by_lines(currentAxis, box, box_color): 25 print(box) 26 angle, cx, cy = box[0], box[1], box[2] 27 # 计算出旋转前的各坐标 28 x1, y1 = box[1]-box[3]/2, box[2]-box[4]/2 # 左上 29 x2, y2 = box[1]+box[3]/2, box[2]-box[4]/2 # 右上 30 x3, y3 = box[1]-box[3]/2, box[2]+box[4]/2 # 左下 31 x4, y4 = box[1]+box[3]/2, box[2]+box[4]/2 # 右下 32 # 以标记框中心为旋转中心，旋转后标记框各点的坐标 33 x1, y1 = point_rotate(x1, y1, cx, cy, angle) 34 x2, y2 = point_rotate(x2, y2, cx, cy, angle) 35 x3, y3 = point_rotate(x3, y3, cx, cy, angle) 36 x4, y4 = point_rotate(x4, y4, cx, cy, angle) 37 # 绘制直线，通过4条直线完成标记框的绘制 38 currentAxis.plot([x1, x2], [y1, y2], color = box_color) 39 currentAxis.plot([x1, x3], [y1, y3], color = box_color) 40 currentAxis.plot([x4, x2], [y4, y2], color = box_color) 41 currentAxis.plot([x4, x3], [y4, y3], color = box_color) 42 43 # 定义画矩形框的函数 44 def draw_rectangle(currentAxis, bbox, edgecolor='y', facecolor='r', fill=False, linestyle='-'): 45 # 坐标格式为 xmin ymin w h 。 可以不是 int 类型 46 my_angle, xmin, ymin, w, h = bbox[0], bbox[1], bbox[2], bbox[3], bbox[4] 47 print('****************', my_angle, '********************') # my_angle/math.pi*180 48 rect = patches.Rectangle( (xmin, ymin), w, h, angle=my_angle, linewidth=1, edgecolor=edgecolor, facecolor=facecolor, fill=fill, linestyle=linestyle) 49 currentAxis.add_patch(rect) 50 51 ### 返回 xml文件中的标签名，和标记框数据 52 # 输入：xml 路径 53 # 返回值：一个列表， 54 # 列表中每个元素为一个标记框的信息：标签名称， [旋转角度 坐标值] 55 def get_bbox(xml_path): 56 # print('xml 文件名称\t ', xml_path) 57 box_list = [] 58 # 打开 xml文档 59 DOMTree = xml.dom.minidom.parse(xml_path) 60 # 得到文档元素对象 61 collection = DOMTree.documentElement 62 ### 文件夹名称 63 folder_name = collection.getElementsByTagName("folder")[0].childNodes[0].data 64 # print('文件夹名称\t', folder_name) 65 # 文件名 66 filenamelist = collection.getElementsByTagName("filename")[0].childNodes[0].data 67 # print('文件名\t\t', filenamelist) 68 # 文件路径 69 file_path = collection.getElementsByTagName("path")[0].childNodes[0].data 70 # print('文件路径\t\t', file_path) 71 # 图像 size 72 file_size = collection.getElementsByTagName("size") 73 file_width = file_size[0].getElementsByTagName('width')[0].childNodes[0].data 74 file_height = file_size[0].getElementsByTagName('height')[0].childNodes[0].data 75 file_depth = file_size[0].getElementsByTagName('depth')[0].childNodes[0].data 76 # print('图片尺寸\t\t宽 {}, 高 {}, 通道数 {}'.format(file_width, file_height, file_depth)) 77 ### 标记框信息 78 objectlist = collection.getElementsByTagName("object") 79 for objects in objectlist: 80 # print('==============标记框信息==============') 81 # 标记框类型 82 box_type = objects.getElementsByTagName('type')[0].childNodes[0].data 83 # print('标记框类型 \t', box_type) 84 # 标签名称 85 box_name = objects.getElementsByTagName('name')[0].childNodes[0].data 86 # print('标记框类别名\t', box_name) 87 ### 旋转标记框 ， 最终结果统一为：xmin ymin w h angle 88 if box_type == 'robndbox': 89 bndbox = objects.getElementsByTagName('robndbox') 90 for box in bndbox: 91 c_x = float(box.getElementsByTagName('cx')[0].childNodes[0].data) 92 c_y = float(box.getElementsByTagName('cy')[0].childNodes[0].data) 93 w = float(box.getElementsByTagName('w')[0].childNodes[0].data) 94 h = float(box.getElementsByTagName('h')[0].childNodes[0].data) 95 angle = float(box.getElementsByTagName('angle')[0].childNodes[0].data) 96 # bbox = [angle, c_x-w/2, c_y-h/2, w, h] 97 bbox = [angle, c_x, c_y, w, h] 98 # print('旋转标记框，角度+坐标值：', bbox) 99 ### 普通标记框 100 elif box_type == 'bndbox': 101 bndbox = objects.getElementsByTagName('bndbox') 102 for box in bndbox: 103 xmin = int(box.getElementsByTagName('xmin')[0].childNodes[0].data) 104 ymin = int(box.getElementsByTagName('ymin')[0].childNodes[0].data) 105 xmax = int(box.getElementsByTagName('xmax')[0].childNodes[0].data) 106 ymax = int(box.getElementsByTagName('ymax')[0].childNodes[0].data) 107 bbox = [0.0, xmin, ymin, xmax-xmin, ymax-ymin] 108 # print('普通标记框,参数: ', bbox) 109 # 标记框类型（bndbox、robndbox），标记框名称，标记框信息 110 box_list.append([box_name, bbox]) 111 return box_list 112 113 114 # 自定义函数，输入图像和 gtbox 115 def draw_bbox(img_path, bboxes, img_save_path): 116 img = imread(img_path) 117 plt.figure(num=1) # 使用同一张画布，最终只会展示最后一张图片 118 plt.axis('off') 119 plt.imshow(img) 120 currentAxis = plt.gca() 121 # 绘制矩形框, 挨个画，最终在图片上一起展示 122 for box in bboxes: 123 box_name = box[0] # 标记框名称 124 bbox = box[1] # 标记框信息 125 ### 旋转角度为 0 的标记框使用 patches.Rectangle 的方式进行绘制 126 if bbox[0] == 0: 127 draw_rectangle(currentAxis, bbox, edgecolor='y') 128 plt.scatter(bbox[1]+bbox[3]/2, bbox[2]+bbox[4]/2, s=30, c='r', alpha=1) # 绘制中心点坐标 129 # 旋转角度不为 0 ，通过直线组成标记框的方式进行绘制 130 else: 131 draw_bbox_by_lines(currentAxis, bbox, 'r') 132 plt.scatter(bbox[1], bbox[2], s=30, c='r', alpha=1) # 绘制中心点坐标 133 ### 绘制没有旋转的标记框 134 bbox2 = [bbox[0], bbox[1]-bbox[3]/2, bbox[2]-bbox[4]/2, bbox[3], bbox[4]] 135 draw_rectangle(currentAxis, bbox2, edgecolor='y') 136 137 138 139 140 print() 141 ### 标记框对应的标签 142 plt.text(bbox[1]+3, bbox[2]+13, box_name, fontsize=8, color='yellow') 143 144 plt.savefig(img_save_path, bbox_inches='tight', pad_inches=0, dpi=500) 145 plt.show() 146 plt.close() 147 148 149 image_path = '../data/2.jpg' 150 xml_path = '../data/2.xml' 151 img_save_path = '../data/22_labeled.jpg' 152 153 bboxes = get_bbox(xml_path) 154 # print(bboxes) 155 draw_bbox(image_path, bboxes, img_save_path)