在给定顶点坐标的情况下获取多边形轮廓和多边形蒙版的坐标

Question

给定一个包含多边形蒙版的矩阵（此处为小而简单的情况）：

array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
       [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
       [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

使用skimage.segmentation.find_boundaries()提取轮廓，得到：

array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 0, 1, 0, 0],
       [0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
       [0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
       [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

然后提取轮廓的[row,column] （即[y,x] ）坐标，得到：

outline = array([[2,2],[1,2],[1,3],[2,4],[3,5],[4,5],[5,4],[5,3],[5,2],[4,1],[3,1]])

然后将这些坐标修剪到定义多边形（即顶点）的最小集，得到：

vertices = array([[2,2],[1,2],[1,3],[3,5],[4,5],[5,4],[5,2],[4,1],[3,1]])

（对应于：）

array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
       [0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
       [0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
       [0, 0, 1, 0, 1, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

给定顶点坐标（上面的数组vertices ），是否有一种快速的方法使用numpy / scipy / skimage / etc获取轮廓坐标（上面的数组outline ）？
此外，在获取轮廓坐标之后，是否有一种很好的numpy / scipy / skimage方法可以获取原始多边形蒙版中所有点的坐标？

Answer 1

给定多边形v1, v2中的2个顶点v1, v2我们可以使用线栅格化算法获得所有点p ，这些点p是从v1到v2的线的一部分。 Bresenham的线条绘制算法是一个非常快速的算法 。 之后，您可以将此算法应用于多边形中的每对形容顶点。 虽然，我不能保证轮廓将恰好是原始多边形中的轮廓，因为栅格化算法会为给定的线提供最佳的一组点，而不是原始算法中的轮廓（考虑压缩误差）。

对于填充算法，它们称为多边形栅格化算法，但是由于不知道哪种方法最好/最快，因此在这里我不能为您提供帮助。