Python实现旋转矩形绘制及C++移植方案

Evan

发布时间：2026-10-13 | 3人浏览过

原创

本文介绍如何在图像识别中绘制特定大小和角度的矩形框。通过Python PIL库计算旋转后的顶点坐标并绘图，随后提供将该逻辑移植到C++环境的实现思路与代码片段，帮助开发者在跨语言项目中复用该功能。

在进行图像识别处理时，往往需要在图片上标注出具有特定尺寸和旋转角度的矩形区域。为此编写了一个专用函数，该函数接收图片文件名、矩形中心坐标、长宽数值以及旋转角度作为输入参数，执行计算后直接返回绘制好矩形框的图片结果。

核心逻辑首先依据给定的x、y坐标及长宽参数构建初始矩形，随后通过数学公式计算该矩形绕中心旋转指定角度后的四个新顶点坐标，最后调用draw.line()函数依次连接这些顶点以完成绘制。

import math

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image, ImageDraw


def draw(filename,result):
  img = Image.open(filename)
  w,h=img.size
  draw = ImageDraw.Draw(img)
  result=np.array(result)
  x=result[0][0]
  y=result[0][1]
  angle=result[0][2]
  height=result[0][3]
  width=result[0][4]

  anglePi = -angle*math.pi/180.0
  cosA = math.cos(anglePi)
  sinA = math.sin(anglePi)

  x1=x-0.5*width
  y1=y-0.5*height

  x0=x+0.5*width
  y0=y1

  x2=x1
  y2=y+0.5*height

  x3=x0
  y3=y2

  x0n= (x0 -x)*cosA -(y0 - y)*sinA + x
  y0n = (x0-x)*sinA + (y0 - y)*cosA + y

  x1n= (x1 -x)*cosA -(y1 - y)*sinA + x
  y1n = (x1-x)*sinA + (y1 - y)*cosA + y

  x2n= (x2 -x)*cosA -(y2 - y)*sinA + x
  y2n = (x2-x)*sinA + (y2 - y)*cosA + y

  x3n= (x3 -x)*cosA -(y3 - y)*sinA + x
  y3n = (x3-x)*sinA + (y3 - y)*cosA + y


  draw.line([(x0n, y0n),(x1n, y1n)], fill=(0, 0, 255))
  draw.line([(x1n, y1n),(x2n, y2n)], fill=(255, 0, 0))
  draw.line([(x2n, y2n),(x3n, y3n)],fill= (0,0,255))
  draw.line([(x0n, y0n), (x3n, y3n)],fill=(255,0,0))

  plt.imshow(img)
  plt.show()

将此功能改写为C++语言版本。

鉴于C++程序同样需要调用此功能，因此对代码进行了相应的适配与改写。

void CopentestDlg::OnBnClickedAnaly()
{
  CString x,y,angle,width;
  float xRaw[4], yRaw[4];
  float xNew[4], yNew[4];
  float height = 33;
  if (imageCut==NULL) {
    AfxMessageBox(_T("未打开图片不能分析"));
    return;
  }
  GetDlgItem(IDC_EX)->GetWindowText(x);
  GetDlgItem(IDC_EY)->GetWindowText(y);
  GetDlgItem(IDC_ANGLE)->GetWindowText(angle);
  GetDlgItem(IDC_WIDTH)->GetWindowText(width);
  float xf = _tstof(x); //将Cstring转成float类型
  float yf = _tstof(y);
  float widthf= _tstof(width);
  float anglef= _tstof(angle);

  xRaw[1] = xf - 0.5*widthf;
  yRaw[1] = yf - 0.5*height;

  xRaw[0] = xf + 0.5*widthf;
  yRaw[0] = yRaw[1];

  xRaw[2] = xRaw[1];
  yRaw[2] = yf + 0.5*height;

  xRaw[3] = xRaw[0];
  yRaw[3] = yRaw[2];

  float anglePi = -anglef*pi / 180.0;
  float cosA = cos(anglePi);
  float sinA = sin(anglePi);

  xNew[0] = (xRaw[0] - xf)*cosA - (yRaw[0] - yf)*sinA + xf;
  yNew[0] = (xRaw[0] - xf)*sinA + (yRaw[0] - yf)*cosA + yf;

  xNew[1] = (xRaw[1] - xf)*cosA - (yRaw[1] - yf)*sinA + xf;
  yNew[1] = (xRaw[1] - xf)*sinA + (yRaw[1] - yf)*cosA + yf;

  xNew[2] = (xRaw[2] - xf)*cosA - (yRaw[2] - yf)*sinA + xf;
  yNew[2] = (xRaw[2] - xf)*sinA + (yRaw[2] - yf)*cosA + yf;

  xNew[3] = (xRaw[3] - xf)*cosA - (yRaw[3] - yf)*sinA + xf;
  yNew[3] = (xRaw[3] - xf)*sinA + (yRaw[3] - yf)*cosA + yf;

  cvLine(imageCut, cvPoint(xNew[0], yNew[0]), cvPoint(xNew[1], yNew[1]), cvScalar(0, 0, 255), 3);
  cvLine(imageCut, cvPoint(xNew[1], yNew[1]), cvPoint(xNew[2], yNew[2]), cvScalar(255, 0, 0), 3);
  cvLine(imageCut, cvPoint(xNew[2], yNew[2]), cvPoint(xNew[3], yNew[3]), cvScalar(0, 0, 255), 3);
  cvLine(imageCut, cvPoint(xNew[0], yNew[0]), cvPoint(xNew[3], yNew[3]), cvScalar(255, 0, 0), 3);

  DrawPicToHDC(imageCut, IDC_Cut);
  pEdit->ReplaceSel(_T("图片已修改\r\n"));
}

最终生成的效果图展示。