【问题标题】:Python numpy array -- close smallest regionsPython numpy 数组 - 关闭最小区域
【发布时间】:2018-02-13 01:05:53
【问题描述】:

我有一个代表图像的二维布尔 numpy 数组,我在其上调用 skimage.measure.label 来标记每个分段区域,给我一个 int [0,500] 的二维数组;该数组中的每个值都代表该像素的区域标签。我现在想删除最小的区域。例如,如果我的输入数组是形状 (n, n),我希望将所有

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 7, 8, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 1
4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 1, 1
4, 6, 6, 4, 2, 2, 2, 3, 3, 3
4, 6, 6, 4, 5, 5, 5, 3, 3, 5
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5

然后输出是,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1  # 7 and 8 are replaced by 0
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1
0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 1
4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 1, 1
4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 3, 3, 3  # 6 is gone, but 3 remains
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 3, 3, 5
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5

我研究了 skimage 形态学操作,包括 binary closing,但似乎没有一个适合我的用例。有什么建议吗?

【问题讨论】:

  • 像0 0 1 2 2这样的角落案例呢?
  • @JonasAdler 假设在这里m=1,像这样的抢七局并不重要。左右运行的形态学操作可能会产生 0 0 0 2 2,但 0 0 2 2 2 也可以。
  • 相关问题:stackoverflow.com/questions/46126409/…@JonasAdler 可以的话请看一下,谢谢!

标签: python numpy mathematical-morphology


【解决方案1】:

您可以通过对每个标签对应的布尔区域执行二进制膨胀来实现此目的。通过这样做,您将找到每个区域的邻居数。使用它,您可以根据需要替换值。

示例代码:

import numpy as np
import scipy.ndimage

m = 5

arr = [[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
       [0, 0, 7, 8, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
       [0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 1],
       [4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 1, 1],
       [4, 6, 6, 4, 2, 2, 2, 3, 3, 3],
       [4, 6, 6, 4, 5, 5, 5, 3, 3, 5],
       [4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5],
       [4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5]]
arr = np.array(arr)
nval = np.max(arr) + 1

# Compute number of occurances of each number
counts, _ = np.histogram(arr, bins=range(nval + 1))

# Compute the set of neighbours for each number via binary dilation
c = np.array([scipy.ndimage.morphology.binary_dilation(arr == i)
              for i in range(nval)])

# Loop over the set of arrays with bad count and update them to the most common
# neighbour
for i in filter(lambda i: counts[i] < m, range(nval)):
    arr[arr == i] = np.argmax(np.sum(c[:, arr == i], axis=1))

这给出了预期的结果:

>>> arr.tolist()
[[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 1],
 [4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 1, 1],
 [4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 3, 3, 3],
 [4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 3, 3, 5],
 [4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5],
 [4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5]]

【讨论】:

  • 这看起来很有魅力,谢谢!乍一看,我要做的唯一更改是在适用的情况下使用迭代器——xrange 和 itertools.ifilter。
  • 另外,在实际使用更大的数组时,我发现膨胀操作在运行直到收敛时效果更好,使用 arg iterations=-1。
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