scikit-imageのお勉強 第３回 drawモジュール ~図形の描画~

scikit-imageの便利機能の備忘録シリーズ。

これまでの回はコチラ。

第１回 dataモジュールとioモジュール ~画像の入出力~

第２回 colorモジュール ~色空間~

今回は第３回です。drawモジュールについてメモしていきます。

drawモジュールでできること

様々な図形を描画し、画像に上書きできます。

公式ページ： Module: draw — skimage v0.14.0 docs

次のような図形が描けます。

直線

• draw.line
• draw.line_aa

ベジェ曲線

• draw.bezier_curve

多角形

• draw.polygon
• draw.polygon_perimeter

四角形

• draw.rectangle

楕円

• draw.ellipse
• draw.ellipse_perimeter

正円

• draw.circle
• draw.circle_perimeter
• draw.circle_perimeter_aa

手順としては以下の通り。

1. draw.xxx関数を使って描画したい座標群rr, ccを指定
2. NumPyの座標指定の機能を使って、rr,cc座標群を塗りつぶす

直線

直線を描く関数はdraw.lineとdraw.line_aaの2種類あります。

いずれも引数は以下の通り。

第1引数：始点の座標（縦）
第2引数：始点の座標（横）
第3引数：終点の座標（縦）
第4引数：終点の座標（横）

draw.line_aa()のほうは自然な感じに描けますが、valというパラメーターが増えます。

まず前回と同じように、テスト画像をdataモジュールで読み込みます。

・code　

%matplotlib inline
import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import draw, data

def image_show(img):
    plt.imshow(img)
    plt.xticks([])
    plt.yticks([])
    plt.show()

rocket = data.rocket()
image_show(rocket)

・元画像

直線を描いてみます。

・code　

rr,cc = draw.line(51,101,301,601) 
print(rr[:10])　#10番目までの座標群（縦）
print(cc[:10])　#10番目までの座標群（横）
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)
image_show(rocket2[50:100,125:175])

#出力結果
[51 52 52 53 53 54 54 55 55 56]  #10番目までの座標群（縦）
[101 102 103 104 105 106 107 108 109 110]   #10番目までの座標群（横）

・出力画像

・出力画像（拡大）

draw.line_aaも試してみます。

・code　

rr,cc,val = draw.line_aa(51,101,301,601) #valも計算される
rocket2 = data.rocket()
for i in range(3):
    rocket2[rr,cc,i] = val*255 #各色チャネルに対して塗りつぶし処理する必要がある
image_show(rocket2)
image_show(rocket2[50:100,125:175])

・出力画像

・出力画像（拡大）

ベジェ曲線

draw.bezier_curveを使うとベジェ曲線も描けちゃいます。
ただし、思うような曲線を描くためには試行錯誤が必要かもしれません。

第1引数：始点の座標（縦）
第2引数：始点の座標（横）
第3引数：中間点の座標（縦）
第4引数：中間点の座標（横）
第5引数：終点の座標（縦）
第6引数：終点の座標（横）
第7引数：重み

引数が多くてややこしいです。

・code　

for i in range(1,5):
    rr,cc = draw.bezier_curve(51,101,301,301,301,601,i)
    rocket2 = data.rocket()
    rocket2[rr,cc] = 255
    image_show(rocket2)

・重み=1

・重み=2

・重み=3

・重み=4

多角形

draw.polygon（塗りつぶし）またはdraw.polygon_perimeter（輪郭）で描けます。

第1引数：頂点の座標群（縦・Numpyアレイで与える）
第2引数：頂点の座標群（横・Numpyアレイで与える）

・code　

import numpy as np

rr,cc = draw.polygon(np.array([101,301,201,101,51]),np.array([101,201,401,401,301]))
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

・code　

rr,cc = draw.polygon_perimeter(np.array([101,301,201,101,51]),np.array([101,201,401,401,301]))
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

四角形

scikit-imageのversion0.14.xで足されたようです。

draw.rectangleで描きます。

第1引数：始点の座標（[縦、横]）
第2以降の引数（end=）：終点の座標（[縦、横]）

・code　

rr,cc = draw.rectangle([101,101],end=[201,301])
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

楕円

draw.ellipse（塗りつぶし）またはdraw.ellipse_perimeter（輪郭）で描けます。

第1引数：中心の座標（縦）
第2引数：中心の座標（横）
第3引数：長軸・短軸方向の径（縦）
第4引数：長軸・短軸方向の径（横）

・code　

rr,cc = draw.ellipse(251,251,50,150)
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

・code　

rr,cc = draw.ellipse_perimeter(251,251,50,150)
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

正円

正円を描く方法はdraw.circleとdraw.circle_perimeterとdraw.circle_perimeter_aaの3種類です。

第1引数：中心の座標（縦）
第2引数：中心の座標（横）
第3引数：直径（縦）

・code　

rr,cc = draw.circle(251,251,50)
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)

・出力画像

・code　

rr,cc = draw.circle_perimeter(251,251,50)
rocket2 = data.rocket()
rocket2[rr,cc] = 255
image_show(rocket2)
image_show(rocket2[190:240,190:240])

・出力画像

・出力画像（拡大）

・code　

rr,cc,val = draw.circle_perimeter_aa(251,251,50)
rocket2 = data.rocket()
for i in range(3):
    rocket2[rr,cc,i] = val*255　 #各色チャネルに対して塗りつぶし処理する必要がある
image_show(rocket2)
image_show(rocket2[190:240,190:240])

・出力画像

・出力画像（拡大）

今回は以上です。