Python如何判断XY坐标是否落在指定矩形感兴趣区域(ROI)范围内

实现思路 #

矩形ROI的点校验本质是做边界数值对比，只要点的X坐标落在ROI的X轴区间内、Y坐标落在ROI的Y轴区间内，即可判定该点在ROI中。你有两种参数输入方式可选：

• 方式1：已提前计算好ROI的x_min（ROI最左侧X值）、x_max（ROI最右侧X值）、y_min（ROI最底部Y值）、y_max（ROI最顶部Y值），直接做区间判断即可
• 方式2：仅持有ROI中心坐标(roi_cx, roi_cy)和ROI的宽、高数值，可先通过计算得到上述四个边界值再做判断

完整代码示例 #

def is_point_in_roi(point_x: float, point_y: float, roi_x_min: float, roi_x_max: float, roi_y_min: float, roi_y_max: float) -> bool:
    """判断单个点是否落在矩形ROI内"""
    return roi_x_min <= point_x <= roi_x_max and roi_y_min <= point_y <= roi_y_max

def batch_check_points(points: list[tuple[float, float]], roi_params: dict) -> list[tuple[float, float, bool]]:
    """
    批量校验多个点是否在ROI内
    :param points: 待校验的点列表，每个元素为(x, y)格式的坐标元组
    :param roi_params: ROI参数，支持两种格式：
        1. 直接传入边界：{'x_min': xx, 'x_max': xx, 'y_min': xx, 'y_max': xx}
        2. 传入中心+宽高：{'cx': xx, 'cy': xx, 'width': xx, 'height': xx}
    """
    # 处理ROI参数
    if 'cx' in roi_params:
        # 从中心和宽高计算边界
        half_w = roi_params['width'] / 2
        half_h = roi_params['height'] / 2
        x_min = roi_params['cx'] - half_w
        x_max = roi_params['cx'] + half_w
        y_min = roi_params['cy'] - half_h
        y_max = roi_params['cy'] + half_h
    else:
        x_min = roi_params['x_min']
        x_max = roi_params['x_max']
        y_min = roi_params['y_min']
        y_max = roi_params['y_max']
    
    # 批量校验
    result = []
    for x, y in points:
        in_roi = is_point_in_roi(x, y, x_min, x_max, y_min, y_max)
        result.append((x, y, in_roi))
    return result

# 调用示例
if __name__ == '__main__':
    # 示例待校验点
    test_points = [(100, 200), (-50, 30), (200, -150), (-300, 200)]
    # 示例ROI参数（中心在(0,50)，宽400，高300）
    roi_cfg = {'cx': 0, 'cy': 50, 'width': 400, 'height': 300}
    # 也可以用边界方式传参：roi_cfg = {'x_min': -200, 'x_max': 200, 'y_min': -100, 'y_max': 200}
    
    check_result = batch_check_points(test_points, roi_cfg)
    for x, y, in_roi in check_result:
        print(f"点({x}, {y})是否在ROI内：{in_roi}")

注意事项 #

• 如果你持有的是ROI左上角、右下角的笛卡尔坐标，注意正常笛卡尔坐标系中左上角的Y值大于右下角的Y值，所以计算y_min时取右下角Y值，y_max取左上角Y值即可，X值直接取左右边界即可
• 如果你的Y轴是屏幕像素的向下为正的坐标系，只需要调整y_min和y_max的计算逻辑即可，区间判断规则不变
• 如果仅需要判断ROI内是否至少存在一个符合要求的点，不需要返回全部校验结果，可在校验到第一个符合条件的点时直接终止循环返回True，提高运行效率

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Phoenix