OpenCV 可用 cv2.pointPolygonTest() 計算點到多邊形的最短距離，也可以只判斷點在多邊形內、外或邊界上。關鍵參數是 measureDist，設為 True 會回傳距離，設為 False 會回傳位置關係。
cv2.pointPolygonTest() 是什麼？
cv2.pointPolygonTest() 是 OpenCV 用來測試點與輪廓關係的函數。輸入一個 contour 和一個點，就能判斷點是否落在多邊形內部、外部或邊界。
函數語法如下：
result = cv2.pointPolygonTest(contour, point, measureDist)
| 參數 | 說明 |
|---|---|
contour | 多邊形輪廓，可為 NumPy 陣列或 OpenCV contour |
point | 要測試的點，格式通常是 (x, y) |
measureDist | 是否計算最短距離 |
measureDist 要設 True 還是 False？
measureDist=True 會回傳有正負號的距離值，measureDist=False 只回傳位置關係。若只需要知道點在內外，使用 False 比較直覺。
回傳值的意義如下：
| 回傳值 | 意義 |
|---|---|
| 正數 | 點在多邊形內部 |
| 負數 | 點在多邊形外部 |
0 | 點在多邊形邊界上 |
若 measureDist=True，數值大小就是點到輪廓邊界的最短距離，正負號仍表示內外關係。
distance = cv2.pointPolygonTest(rect3, tuple(line1_midpoint), measureDist=True)
position = cv2.pointPolygonTest(rect3, tuple(line1_midpoint), measureDist=False)
如何用 cv2.polylines() 畫出多邊形？
cv2.polylines() 可用來畫多邊形輪廓。測試 cv2.pointPolygonTest() 前，先把 contour 畫出來，通常比較容易確認座標是否正確。
import cv2
import numpy as np
rect1 = np.array([[100, 100], [300, 100], [300, 200], [100, 200]])
image = np.zeros((500, 500, 3), dtype=np.uint8)
cv2.polylines(image, [rect1], True, (0, 255, 0), thickness=2)
cv2.imshow("Image", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
我通常會先把 contour 和測試點都畫在同一張 debug 圖上。只看距離數字時，很容易把 (x, y) 與陣列索引 (row, col) 搞反。
常見問題
cv2.pointPolygonTest() 可以處理非矩形多邊形嗎？
可以。cv2.pointPolygonTest() 接受一般 contour，因此矩形、多邊形或由輪廓偵測得到的形狀都能使用。
點在多邊形邊界上會回傳什麼？
點在邊界上會回傳 0。若 measureDist=True，距離也會是 0。
OpenCV 的 point 座標順序是什麼？
OpenCV 的 point 座標順序是 (x, y)。NumPy 陣列存取常用 (row, col)，兩者順序不同。
參考資料
- OpenCV Documentation,
pointPolygonTest: https://docs.opencv.org/4.x/d3/dc0/group__imgproc__shape.html
延伸閱讀
- OpenCV 如何計算旋轉後的輪廓角點：同樣聚焦 OpenCV、Python，可接著比較不同情境的做法。
- 取得 OpenCV 輪廓中心點：cv2.moments 計算 centroid 範例：同樣聚焦 OpenCV、Python，可接著比較不同情境的做法。
- OpenCV 如何將歪斜圖形轉正：同樣聚焦 OpenCV、Python，可接著比較不同情境的做法。
最後更新
Fri Jun 09 2023 08:00:00 GMT+0800 (Taiwan Standard Time)
關於作者
Claire Chang ｜ 企業 AI 導入與流程轉型顧問。專注於 AI Agent 架構設計、ERP 系統整合與企業 AI 治理。
首次發布：2023-06-09