SciPy Crear máscara de polígono 2D

Question

Necesito crear una matriz numpy 2D que represente una máscara binaria de un polígono, usando paquetes estándar de Python.

• de entrada: vértices del polígono, dimensiones de imagen
• de salida: máscara binaria del polígono (matriz 2D numpy)

(contexto más amplio: Quiero conseguir la distancia transformada de este polígono usando scipy. ndimage.morphology.distance_transform_edt.)

¿Alguien me puede mostrar cómo hacerlo?

Answer 1

La respuesta resulta ser bastante simple:

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

Puede intentar usar la Biblioteca de imágenes de Python, PIL. Primero inicializas el lienzo. Luego creas un objeto de dibujo y comienzas a hacer líneas. Esto supone que el polígono reside en R^2 y que la lista de vértices para la entrada está en el orden correcto.

entrada = [(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn)], (anchura, altura)

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') 

Es esto lo que estabas buscando, o estabas preguntando algo diferente?

Answer 3

Como una alternativa ligeramente más directa a la respuesta de @Anil, matplotlib tiene matplotlib.nxutils.points_inside_poly que se puede usar para rasterizar rápidamente un polígono arbitrario. P.ej.

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 

que produce (una matriz numpy boolean):

[[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]] 

Usted debe ser capaz de pasar grid a cualquiera de las funciones scipy.ndimage.morphology bastante bien.

Answer 4

Una actualización sobre el comentario de Joe. La API de Matplotlib ha cambiado desde que se publicó el comentario, y ahora debe utilizar un método proporcionado por un submódulo matplotlib.path.

Código de trabajo está por debajo.

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