Как вычислить матрицу пространственного расстояния из заданного значения

Question

Я искал способ (эффективно) вычислить матрицу расстояний из целевого значения и входной матрицы.

Если вы рассматриваете входной массив как:

[0 0 1 2 5 2 1]  
[0 0 2 3 5 2 1]  
[0 1 1 2 5 4 1]  
[1 1 1 2 5 4 0]

Как вы вычисляете матрицу пространственного расстояния, связанную с целевым значением 0?

т.е. каково расстояние от каждого пикселя до ближайшего значения 0?

заранее спасибо

Answer 1

Ты ищешь scipy.ndimage.morphology.distance_transform_edt, Он работает на двоичном массиве и вычисляет евклидовы расстояния на каждом TRUE положение до ближайшего фона FALSE позиция. В нашем случае, так как мы хотим узнать расстояния от ближайших 0, значит фон 0, Теперь, под капотами, он преобразует ввод в двоичный массив, принимая 0 в качестве фона, поэтому мы можем просто использовать его с параметрами по умолчанию. Следовательно, это будет так же просто, как -

In [179]: a
Out[179]: 
array([[0, 0, 1, 2, 5, 2, 1],
       [0, 0, 2, 3, 5, 2, 1],
       [0, 1, 1, 2, 5, 4, 1],
       [1, 1, 1, 2, 5, 4, 0]])

In [180]: from scipy import ndimage

In [181]: ndimage.distance_transform_edt(a)
Out[181]: 
array([[0.  , 0.  , 1.  , 2.  , 3.  , 3.16, 3.  ],
       [0.  , 0.  , 1.  , 2.  , 2.83, 2.24, 2.  ],
       [0.  , 1.  , 1.41, 2.24, 2.24, 1.41, 1.  ],
       [1.  , 1.41, 2.24, 2.83, 2.  , 1.  , 0.  ]])

Решение для общего случая

Теперь, скажем, мы хотим узнать расстояния от ближайшего 1s тогда это будет -

In [183]: background = 1 # element from which distances are to be computed

# compare this with original array, a to verify
In [184]: ndimage.distance_transform_edt(a!=background)
Out[184]: 
array([[2.  , 1.  , 0.  , 1.  , 2.  , 1.  , 0.  ],
       [1.41, 1.  , 1.  , 1.41, 2.  , 1.  , 0.  ],
       [1.  , 0.  , 0.  , 1.  , 2.  , 1.  , 0.  ],
       [0.  , 0.  , 0.  , 1.  , 2.  , 1.41, 1.  ]])