SciPy 创建二维多边形掩码

Question

我需要用标准的Python库创建一个numpy的二维数组，这个数组要表示一个多边形的二进制掩码。

• 输入：多边形的顶点，图像的尺寸
• 输出：多边形的二进制掩码（numpy二维数组）

（更大的背景：我想用scipy.ndimage.morphology.distance_transform_edt来获取这个多边形的距离变换。）

有没有人能教我怎么做这个？

Answer 1

关于乔的评论，有个更新。自从那条评论发布以来，Matplotlib的接口发生了变化，现在你需要使用一个叫做 matplotlib.path 的子模块提供的方法。

下面是可以正常工作的代码。

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 2

作为对@Anil回答的一个更直接的替代方案，matplotlib有一个叫做 matplotlib.nxutils.points_inside_poly 的功能，可以用来快速处理任意形状的多边形。例如：

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

这个操作会得到一个布尔类型的numpy数组：

[[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]]

你应该可以很顺利地将 grid 传递给任何 scipy.ndimage.morphology 的函数。

Answer 3

答案其实很简单：

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)