OpenCV – ArUco マーカーの作成、検出方法

import cv2
from IPython.display import Image, display


def imshow(img):
    """ndarray 配列をインラインで Notebook 上に表示する。"""
    ret, encoded = cv2.imencode(".png", img)
    display(Image(encoded))

import cv2


# Marker Dictionary を作成する。
marker_dict = cv2.aruco.getPredefinedDictionary(cv2.aruco.DICT_4X4_50)
marker_img = marker_dict.generateImageMarker(id=0, sidePixels=200)
imshow(marker_img)

import cv2
import numpy as np


def paste(src, dst, x, y):
    """画像を貼り付ける。"""
    dst = dst.copy()
    src_h, src_w = src.shape[:2]
    dst_h, dst_w = dst.shape[:2]

    # 貼り付け範囲を計算する。
    # (x, y, x + src_w, y + src_h) と (0, 0, dst_w, dst_h) の共通部分を求める。
    dst_x1 = max(0, x)
    dst_x2 = min(x + src_w, dst_w)
    dst_y1 = max(0, y)
    dst_y2 = min(y + src_h, dst_h)

    if dst_x1 >= dst_x2 or dst_y1 >= dst_y2:
        return dst  # 貼り付け範囲がない場合

    dst[dst_y1:dst_y2, dst_x1:dst_x2] = src[
        dst_y1 - y : dst_y2 - y, dst_x1 - x : dst_x2 - x
    ]

    return dst


def create_marker_img(
    img_size,
    position,
    marker_size,
    dict_id=cv2.aruco.DICT_4X4_100,
    makrer_id=0,
    background=(255, 255, 255),
):
    """マーカー画像を作成する。"""
    img_w, img_h = img_size  # 背景画像の大きさ
    x, y = position  # 貼り付ける位置

    # 背景画像を作成する。
    img = np.full((img_h, img_w, 3), background, dtype=np.uint8)

    # マーカー画像を作成する。
    marker_dict = cv2.aruco.getPredefinedDictionary(dict_id)
    marker_img = marker_dict.generateImageMarker(id=makrer_id, sidePixels=marker_size)
    marker_img = cv2.cvtColor(marker_img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)

    # 背景画像にマーカー画像を貼り付ける。
    dst = paste(marker_img, img, x, y)

    return dst


img = create_marker_img((640, 480), (50, 50), marker_size=100, background=(200, 200, 0))
cv2.imwrite("marker.png", img)

import cv2

img = cv2.imread("sample.jpg")

# 検出対象の辞書 ID を指定して、マーカー辞書を作成する。
marker_dict = cv2.aruco.getPredefinedDictionary(cv2.aruco.DICT_6X6_250)

# マーカーを検出する。
params = cv2.aruco.DetectorParameters()
detector = cv2.aruco.ArucoDetector(marker_dict, params)
corners, ids, rejectedImgPoints = detector.detectMarkers(img)
for corner, marker_id in zip(corners, ids):
    print(f"マーカー ID: {marker_id}, 4点の座標: {corner}")

# 検出されたマーカーを描画する。
cv2.aruco.drawDetectedMarkers(img, corners, ids)

# rejectedImgPoints を描画する。
for points in rejectedImgPoints:
    cv2.polylines(img, points.astype(np.int64), isClosed=True, color=(0, 0, 255))

imshow(img)