如何用Python OpenCV绘制自定义ROI并生成二进制掩码？

解决思路 #

• 通过OpenCV的鼠标回调函数捕捉交互事件，记录自由绘制的坐标点序列
• 绘制完成后，以记录的坐标点为轮廓，在空白画布上填充生成二进制掩码
• 支持掩码保存、绘制重置、叠加效果预览等功能

完整代码实现 #

import cv2
import numpy as np

# 全局变量，控制绘制状态与坐标点
drawing = False
points = []
img = None
img_copy = None

def draw_freehand(event, x, y, flags, param):
    """鼠标回调函数，处理绘制逻辑"""
    global drawing, points, img
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
        # 按下左键开始绘制，初始化点列表
        drawing = True
        points = [(x, y)]
    elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE and drawing:
        # 拖动鼠标时记录点并绘制连线
        points.append((x, y))
        cv2.line(img, points[-2], points[-1], (0, 255, 0), 2)
    elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:
        # 释放左键结束绘制，闭合最后一段线
        drawing = False
        points.append((x, y))
        cv2.line(img, points[-2], points[-1], (0, 255, 0), 2)

if __name__ == "__main__":
    # 替换为你的图像路径
    img_path = "your_image.jpg"
    img = cv2.imread(img_path)
    if img is None:
        print("无法读取图像，请检查路径是否正确")
        exit()
    img_copy = img.copy()

    cv2.namedWindow("Draw ROI")
    cv2.setMouseCallback("Draw ROI", draw_freehand)

    print("操作说明：")
    print("- 按住鼠标左键拖动绘制ROI")
    print("- 按s键保存掩码并显示掩码、叠加效果")
    print("- 按r键重置绘制")
    print("- 按q键退出程序")

    while True:
        cv2.imshow("Draw ROI", img)
        key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
        
        if key == ord('s'):
            if len(points) > 2:
                # 创建与原图同尺寸的空白掩码（单通道）
                mask = np.zeros_like(img[:, :, 0], dtype=np.uint8)
                # 将坐标点转换为OpenCV要求的格式
                pts = np.array(points, np.int32).reshape((-1, 1, 2))
                # 填充轮廓生成白色掩码（255为白色，0为黑色）
                cv2.fillPoly(mask, [pts], 255)
                # 保存掩码到本地
                cv2.imwrite("roi_mask.png", mask)
                print("掩码已保存为roi_mask.png")
                # 显示掩码和掩码叠加后的图像
                cv2.imshow("ROI Mask", mask)
                masked_img = cv2.bitwise_and(img_copy, img_copy, mask=mask)
                cv2.imshow("Masked Image", masked_img)
            else:
                print("绘制的轮廓点过少，请重新绘制完整的ROI")
        elif key == ord('r'):
            # 重置图像和点列表
            img = img_copy.copy()
            points = []
        elif key == ord('q'):
            break

    cv2.destroyAllWindows()

关键说明 #

• 绘制时按住鼠标左键拖动，松开左键结束绘制，会自动闭合轮廓
• 按s键生成并保存二进制掩码，同时显示掩码和掩码与原图的叠加效果
• 掩码是单通道的8位图像，白色区域（255）为选中的ROI，黑色区域（0）为背景
• 按r键可以重置画布，重新绘制ROI

内容的提问来源于stack exchange，提问作者H Tai