ドロネー図を描画 Python + OpenCV

概要

タイトルにもあるようにPython + OpenCVを用いてドロネー図を描画するサンプルを紹介します。

「顔のランドマークを検出 Python + OpenCV + dlib を使う」で紹介した、顔の特徴点を抽出と行く行くはマージさせようと思っています。

それにしてもPythonのサンプルが思ったより少ないこと...

環境

Python 3.7.0
OpenCV 3.4

Subdiv2D

ドロネー三角形の分割の計算にはOpenCVのSubdiv2Dクラスを利用します。

Subdiv2Dのドキュメント

デモ

サンプルソース

import cv2
import numpy as np
import random

def rect_contains(rect, point) :
    if point[0] < rect[0] :
        return False
    elif point[1] < rect[1] :
        return False
    elif point[0] > rect[2] :
        return False
    elif point[1] > rect[3] :
        return False
    return True

def draw_delaunay(img, subdiv, delaunay_color ) :

    triangleList = subdiv.getTriangleList()
    size = img.shape
    r = (0, 0, size[1], size[0])

    for t in triangleList :

        pt1 = (t[0], t[1])
        pt2 = (t[2], t[3])
        pt3 = (t[4], t[5])

        if rect_contains(r, pt1) and rect_contains(r, pt2) and rect_contains(r, pt3) :

            cv2.line(img, pt1, pt2, delaunay_color, 1, 16, 0)
            cv2.line(img, pt2, pt3, delaunay_color, 1, 16, 0)
            cv2.line(img, pt3, pt1, delaunay_color, 1, 16, 0)

if __name__ == "__main__" :
    IMAGE_WIDTH = 500
    IMAGE_HEIGHT = 500
    N_POINTS = 500

    img = np.zeros(
        (IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT, 3),
        dtype=np.uint8
    )

    rect = (0, 0, IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT)

    subdiv = cv2.Subdiv2D(rect)

    for i in range(N_POINTS):
        points = (
            random.randint(0 + 1, IMAGE_WIDTH - 1),
            random.randint(0 + 1, IMAGE_HEIGHT - 1)
        )
        subdiv.insert(points)

    draw_delaunay(img, subdiv, (255, 255, 255))

    cv2.imshow('result', img)

    k = cv2.waitKey(0)

    cv2.destroyAllWindows()

説明

簡単に説明するとsubdiv2dクラスのインスタンスを

subdiv = cv2.Subdiv2D(rect)

で生成しています。

初期領域を与えなければ、他のどこかしらの処理でエラーになると思います。

次に、

subdiv.insert(points)

で、点群の座標をセットしています。

floatだとエラーとなります。

また、サンプルソースにも記述されているように、初期探索領域の範囲外の座標を渡すと

cv2.error: OpenCV(3.4.3) /path/to/subdivision2d.cpp:288: error: (-211:One of arguments' values is out of range)  in function 'locate'

となり、これもエラーとなります。

分割の計算自体は、

triangleList = subdiv.getTriangleList()

で行われます。

実行結果

N = 100

N = 500

N = 1000

N = 5000

参考

https://docs.opencv.org/3.4/df/dbf/classcv_1_1Subdiv2D.html

https://tech-blog.s-yoshiki.com/2018/10/702/

http://opencv.jp/opencv-2.1/c/planar_subdivisions.html

目次

概要

環境