如何在图像增强时同步旋转图像与标注多边形且无切边

代码存在4处核心逻辑错误，修正后即可实现图像与多边形同步旋转对齐：

错误清单 #

• 宽高赋值颠倒：PIL的Image.size返回值顺序为(宽度, 高度)，原代码h, w = img.size将宽高赋值反了，导致旋转中心计算错误
• 坐标返回顺序颠倒：rotatePolygon函数返回点时错误交换了x、y坐标，应为(new_x, new_y)而非(new_y, new_x)
• 未适配expand后的坐标偏移：设置expand=True后旋转后的图像尺寸会发生变化，需要给旋转后的多边形坐标增加对应偏移量才能匹配新图像坐标系
• 旋转角度匹配错误：PIL的rotate方法默认是逆时针旋转，无需额外做360-degrees的角度转换

修正后完整代码 #

import math
from PIL import Image, ImageDraw
import matplotlib.pyplot as plt
from math import sin, cos, radians
import requests
from io import BytesIO

def rotatePolygon(polygon, degrees, orig_h, orig_w, new_h, new_w):
    """ 
    围绕原图像中心旋转多边形，并适配expand后新图像的坐标偏移
    输入:
        polygon (list of tuples)  : 多边形坐标列表，格式为[(x1,y1), (x2,y2)...]
        degrees int               : 旋转角度（逆时针）
        orig_h int                : 原图像高度
        orig_w int                : 原图像宽度
        new_h int                 : 旋转后图像高度
        new_w int                 : 旋转后图像宽度
    输出:
        polygon (list of tuples)  : 旋转后的多边形坐标
    """
    theta = radians(degrees)  
    cosang, sinang = cos(theta), sin(theta) 

    # 原图像旋转中心
    cx = orig_w / 2
    cy = orig_h / 2
    
    new_points = []
    for x, y in polygon:
        tx, ty = x - cx, y - cy
        # 逆时针旋转坐标变换
        new_x = tx * cosang - ty * sinang + cx
        new_y = tx * sinang + ty * cosang + cy
        # 适配expand后的新图像坐标偏移
        offset_x = (new_w - orig_w) / 2
        offset_y = (new_h - orig_h) / 2
        new_x += offset_x
        new_y += offset_y
        new_points.append((new_x, new_y))
    return new_points

# 配置参数
xy = [(85, 384), (943, 374), (969, 474), (967, 527), (12, 540), (7, 490)]
degrees = 270

# 读取图像
try:
    img = Image.open("polygon_image.png")
except:
    url = "https://github.com/SohaibAnwaar/Mask---RCNN-Polygons-/blob/main/2_image_augmentation/extras/problamatic_image.jpg?raw=true"
    response = requests.get(url)
    img = Image.open(BytesIO(response.content))
    img.save("polygon_image.png")

# 正确获取原图像宽高
orig_w, orig_h = img.size
# 旋转图像
rotated_image = img.rotate(degrees, expand=True)
# 获取旋转后图像宽高
new_w, new_h = rotated_image.size

# 旋转多边形
rotated_xy = rotatePolygon(xy, degrees, orig_h, orig_w, new_h, new_w)

# 绘制旋转后的结果
img1 = ImageDraw.Draw(rotated_image)  
img1.polygon(rotated_xy, fill ="#FFF000", outline ="blue") 

# 绘制原图结果
img2 = ImageDraw.Draw(img)  
img2.polygon(xy, fill ="#FFF000", outline ="blue") 

# 显示结果
plt.imshow(rotated_image)
plt.show()

plt.imshow(img)
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sohaib Anwaar