如何溶解 numpy 数组中的模式？

Question

对不起，奇怪的标题，我真的想不出合适的措辞。

假设我有一个像这样的数组：

arr = [[0 1 1 1 1 1 1 1 0],
       [0 0 1 1 1 1 1 0 0],
       [0 0 0 1 1 1 0 0 0],
       [0 0 0 0 1 0 0 0 0],
       [0 0 0 0 0 0 0 0 0]]

我希望 "etch" 远离接触 0 的 1，这将导致：

arr = [[0 0 1 1 1 1 1 0 0],
       [0 0 0 1 1 1 0 0 0],
       [0 0 0 0 1 0 0 0 0],
       [0 0 0 0 0 0 0 0 0],
       [0 0 0 0 0 0 0 0 0]] .

我尝试了一些类似 np.roll 的东西，但它似乎效率低下（并且有边缘效应）。有没有一个很好的简短方法来做到这一点？

Answer 1

考虑使用十字形内核进行卷积。

import numpy as np
from scipy.signal import convolve2d
kernel = np.array([[0,1,0], [1,1,1], [0,1,0]])
mask = convolve2d(arr, kernel, boundary='symm', mode='same')
arr[mask!=5] = 0

此方法适用于所有输入：

In [143]: D = np.random.random_integers(0,1, (5,5))

In [144]: D2 = D.copy()

In [145]: mask = convolve2d(D, kernel, boundary='symm', mode='same')

In [146]: D2[mask!=5] = 0

In [147]: binary_erosion(D, kernel2, border_value=1).astype(int)
Out[147]: 
array([[0, 1, 0, 1, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0]])

In [148]: D2
Out[148]: 
array([[0, 0, 0, 1, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0]])

In [149]: D
Out[149]: 
array([[1, 0, 1, 1, 1],
       [0, 1, 0, 1, 0],
       [0, 1, 0, 1, 0],
       [0, 0, 1, 1, 0],
       [1, 0, 1, 0, 0]])
In [150]: kernel
Out[150]: 
array([[0, 1, 0],
       [1, 1, 1],
       [0, 1, 0]])

In [151]: kernel2
Out[151]: 
array([[0, 1, 0],
       [1, 0, 1],
       [0, 1, 0]])

看看角落里的不同之处。

Answer 2

这里可以使用

Morpholocial erosion。

形态侵蚀将 (i, j) 处的像素设置为以 (i, j) 为中心的邻域中所有像素的最小值。 source

data
Out[39]: 
array([[0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
       [0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

structure
Out[40]: 
array([[0, 1, 0],
       [1, 1, 1],
       [0, 1, 0]])

eroded = binary_erosion(data, structure, border_value=1).astype(int)

eroded
Out[42]: 
array([[0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

如何溶解 numpy 数组中的模式？

How do I dissolve a pattern in a numpy array?

python

arrays

numpy