如何将从 cv2.findContours 获得的 NumPy 数组转换为 Shapely 多边形？

Question

我正在使用 CV2 从图像中查找轮廓，然后使用 Shapely 将它们转换为多边形。我目前被卡住了，因为当我尝试将其中一个轮廓数组从 Shapely 放入 Polygon() 时，它会抛出一个未指定的错误。

我仔细检查了我是否导入了我需要的所有内容，并且当我手动输入数组坐标点时创建一个 Shapely 多边形是有效的。

这是代码中有问题的部分：

contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_CCOMP, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
testcontour = contours[1]

ply = Polygon(testcontour)

轮廓列表如下所示：

contours = [np.array([[[700, 700]],
                      [[700, 899]],
                      [[899, 899]],
                      [[899, 700]]]), 
            np.array([[[774, 775]], 
                      [[775, 774]],
                      [[824, 774]],
                      [[825, 775]],
                      [[825, 824]],
                      [[824, 825]],
                      [[775, 825]],
                      [[774, 824]]]), 
            np.array([[[200, 200]],
                      [[200, 399]],
                      [[399, 399]],
                      [[399, 200]]]), 
            np.array([[[274, 275]],
                      [[275, 274]],
                      [[324, 274]],
                      [[325, 275]],
                      [[325, 324]],
                      [[324, 325]],
                      [[275, 325]],
                      [[274, 324]]])]

我得到的错误是：

---------------------------------------------------------------------------
AssertionError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-65-4124f49b42e1> in <module>
----> 1 ply = Polygon(testcontour)

~\AppData\Local\Continuum\anaconda3\envs\geocomp\lib\site-packages\shapely\geometry\polygon.py in __init__(self, shell, holes)
    238 
    239         if shell is not None:
--> 240             ret = geos_polygon_from_py(shell, holes)
    241             if ret is not None:
    242                 self._geom, self._ndim = ret

~\AppData\Local\Continuum\anaconda3\envs\geocomp\lib\site-packages\shapely\geometry\polygon.py in geos_polygon_from_py(shell, holes)
    492 
    493     if shell is not None:
--> 494         ret = geos_linearring_from_py(shell)
    495         if ret is None:
    496             return None

~\AppData\Local\Continuum\anaconda3\envs\geocomp\lib\site-packages\shapely\speedups\_speedups.pyx in shapely.speedups._speedups.geos_linearring_from_py()

AssertionError:

Answer 1

问题是由于某种原因 cv2.findContours returns 每个轮廓作为具有一个冗余维度的 3D NumPy 数组：

>>> contours[1]
array([[[774, 775]],
       [[775, 774]],
       [[824, 774]],
       [[825, 775]],
       [[825, 824]],
       [[824, 825]],
       [[775, 825]],
       [[774, 824]]])

但 Shapely 需要这种形式的二维数组 (see the docs):

array([[774, 775],
       [775, 774],
       [824, 774],
       [825, 775],
       [825, 824],
       [824, 825],
       [775, 825],
       [774, 824]])

所以，我们可以做的是使用np.squeeze去除多余的维度，并使用结果得到我们的多边形：

import numpy as np
from shapely.geometry import Polygon

contour = np.squeeze(contours[1])
polygon = Polygon(contour)
print(polygon.wkt)
# POLYGON ((774 775, 775 774, 824 774, 825 775, 825 824, 824 825, 775 825, 774 824, 774 775))

如果您想一次转换所有轮廓，我会这样做：

contours = map(np.squeeze, contours)  # removing redundant dimensions
polygons = map(Polygon, contours)  # converting to Polygons
multipolygon = MultiPolygon(polygons)  # putting it all together in a MultiPolygon

结果 multipolygon 将如下所示：

要从此处获取第二个多边形，您只需编写：

my_polygon = multipolygon[1]
print(my_polygon.wkt)
# POLYGON ((774 775, 775 774, 824 774, 825 775, 825 824, 824 825, 775 825, 774 824, 774 775))

如何将从 cv2.findContours 获得的 NumPy 数组转换为 Shapely 多边形？

How to convert NumPy arrays obtained from cv2.findContours to Shapely polygons?

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