python - SciPy Create 2D Polygon Mask

Question

標準のPythonパッケージを使用して、ポリゴンのバイナリマスクを表すNumpy2D配列を作成する必要があります。

• 入力：ポリゴンの頂点、画像の寸法
• 出力：ポリゴンのバイナリマスク（numpy 2D配列）

（より大きなコンテキスト：scipy.ndimage.morphology.distance_transform_edtを使用してこのポリゴンの距離変換を取得したい。）

誰かがこれを行う方法を教えてもらえますか？

Answer 1

答えは非常に簡単です。

import numpy
from PIL import Image, ImageDraw

# polygon = [(x1,y1),(x2,y2),...] or [x1,y1,x2,y2,...]
# width = ?
# height = ?

img = Image.new('L', (width, height), 0)
ImageDraw.Draw(img).polygon(polygon, outline=1, fill=1)
mask = numpy.array(img)

Answer 2

@Anilの答えのもう少し直接的な代替手段として、matplotlibにはmatplotlib.nxutils.points_inside_poly、任意のポリゴンをすばやくラスタライズするために使用できるものがあります。例えば

import numpy as np
from matplotlib.nxutils import points_inside_poly

nx, ny = 10, 10
poly_verts = [(1,1), (5,1), (5,9),(3,2),(1,1)]

# Create vertex coordinates for each grid cell...
# (<0,0> is at the top left of the grid in this system)
x, y = np.meshgrid(np.arange(nx), np.arange(ny))
x, y = x.flatten(), y.flatten()

points = np.vstack((x,y)).T

grid = points_inside_poly(points, poly_verts)
grid = grid.reshape((ny,nx))

print grid

どちらが得られますか（ブール型のnumpy配列）：

[[False False False False False False False False False False]
 [False  True  True  True  True False False False False False]
 [False False False  True  True False False False False False]
 [False False False False  True False False False False False]
 [False False False False  True False False False False False]
 [False False False False  True False False False False False]
 [False False False False False False False False False False]
 [False False False False False False False False False False]
 [False False False False False False False False False False]
 [False False False False False False False False False False]]

gridscipy.ndimage.morphology 関数のいずれかにうまく渡すことができるはずです。

Answer 3

ジョーのコメントの更新。コメントが投稿されてから Matplotlib API が変更されたため、サブモジュールによって提供されるメソッドを使用する必要がありますmatplotlib.path。

作業コードは以下です。

import numpy as np
from matplotlib.path import Path

nx, ny = 10, 10
poly_verts = [(1,1), (5,1), (5,9),(3,2),(1,1)]

# Create vertex coordinates for each grid cell...
# (<0,0> is at the top left of the grid in this system)
x, y = np.meshgrid(np.arange(nx), np.arange(ny))
x, y = x.flatten(), y.flatten()

points = np.vstack((x,y)).T

path = Path(poly_verts)
grid = path.contains_points(points)
grid = grid.reshape((ny,nx))

print grid

Answer 4

Python のイメージ ライブラリである PIL を使用してみてください。まず、キャンバスを初期化します。次に、描画オブジェクトを作成し、線の作成を開始します。これは、ポリゴンが R^2 に存在し、入力の頂点リストが正しい順序になっていることを前提としています。

入力 = [(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn)] , (幅, 高さ)

from PIL import Image, ImageDraw

img = Image.new('L', (width, height), 0)   # The Zero is to Specify Background Color
draw = ImageDraw.Draw(img)

for vertex in range(len(vertexlist)):
    startpoint = vertexlist[vertex]
    try: endpoint = vertexlist[vertex+1]
    except IndexError: endpoint = vertexlist[0] 
    # The exception means We have reached the end and need to complete the polygon
    draw.line((startpoint[0], startpoint[1], endpoint[0], endpoint[1]), fill=1)

# If you want the result as a single list
# You can make a two dimensional list or dictionary by iterating over the height and width variable
list(img.getdata())

# If you want the result as an actual Image
img.save('polgon.jpg', 'JPEG')

これはあなたが探していたものですか、それとも別のことを求めていましたか?