是否可以检测成对连接的像素？答案

【问题标题】：Is it possible to detect pairs of connected pixels?是否可以检测成对连接的像素？
【发布时间】：2019-09-18 07:26:53
【问题描述】：

我通过 Python 3.7 使用 OpenCV。我有以下图像（请注意白色区域上的一些红色像素）：

我知道图像中每个红色像素的 x 和 y 坐标。我想找到由单条白线互连的所有红色像素对。

让我们用 id（蓝色数字）标记每个红色像素：

如您所见，最上面标记为“1”的红色像素只有两个直接连接：一个与标记为“2”的红色像素连接，另一个与标记为“3”的红色像素连接。我想获得一个元组列表，其中每个元组都是一对相互连接的像素 ID。对于上面的图像，正确的结果是：

[(1,2),
(1,3),
(2,4),
(4,5),
(3,5),
(5,7),
(7,9),
(4,6),
(6,8),
(6,7),
(8,10),
(9,11),
(10,11),
(11,13),
(10,12),
(12,13),
(12,14),
(13,14)]

我还没有编写任何代码，因为我只能使用笨拙的自制算法扫描每个红色像素的 N 个邻居来检测方向。我确信有更有效的解决方案可以利用内置函数。

是否有任何 OpenCV 函数可以帮助完成这项任务？

【问题讨论】：

到目前为止您尝试过什么？请提供包含干净输入图像的minimal reproducible example，并指定所需的输出（元组列表、数组、...？）。使用什么编程语言？
还不清楚在这种情况下“连接”是什么意思？以“2”开头的一行上的所有 5 个红点是否连接？只有相邻的？或者只有它们是同一个正方形/三角形的角？
认为你的意思是某种线段交叉点，在将白色区域减少为线段之后（这本身可能是一个有趣的问题）。
只是一个随机的想法：如果你从一个点到另一个点画一条直线，并且这条线位于白色像素区域内并且从不接触黑色区域，那么 2 个点总是相邻的。
@s1rsimon，虽然我在一小时前也有类似的想法，但你的评论值得回答。

标签： python opencv python-3.7 detection

【解决方案1】：

此答案解释了如何使用np.count_nonzero() 来确定两个点是否由白线连接。

首先，绘制您的图像并计算非零像素。此示例图像中有 18896 个非零像素。

import cv2
import numpy as np
import itertools

# Function that converts an image to single channel and counts non-black pixels
def count_non_zero(img):
    gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    return np.count_nonzero(gray)

# Create source image
img = np.zeros((456,456, 3), np.uint8)
redCoordinates = [(123,123),(345,123),(345,345)]
cv2.line(img, redCoordinates[0], redCoordinates[1], (255,255,255), 65)
for coordinate in redCoordinates: cv2.circle(img, coordinate, 14, (0,0,255), -1)
# Count the non-zero pixels in the image
base = count_non_zero(img)

接下来，遍历每对红色坐标的组合。在点之间画一条线。检查图像是否具有相同数量的非零像素。

# Iterate through each combination of the redCoordinates
idx = 0
for a,b in list(itertools.combinations(redCoordinates, 2)):
    # Draw a line between the two points
    test_img = cv2.line(img.copy(), a, b, (234,0,234), 5)
    # Recount to see if the images are the same
    if count_non_zero(test_img) == base: print(a, b, " are connected.")
    else: print(a,b, " are NOT connected.")

这些是连接的一些点：

这些是一些不相连的点：

这是脚本的输出：

(123, 123) (345, 123)  are connected.
(123, 123) (345, 345)  are NOT connected.
(345, 123) (345, 345)  are NOT connected.

【讨论】：