0

Столкнулся с такой проблемой, есть массив точек как на картинке, как я могу кластеризовать его и посчитать количество отдельных объектов в моём массиве? В данном случае хочу увидеть цифру 3

Раньше использовал вот такой вот код, но на этом массиве он считает каждую точку как отдельный объект, как я могу настроить чувствительность кластеризации в scipy?

from scipy import ndimage

list_coord_a = np.array(list_coord)
h = 0.00001
arr = (list_coord_a + 1) / h
list_coord_a = np.int64(arr)

map_a = list_coord_a[:, :2]
min_value = np.min(map_a, axis=0)
map_a = map_a - min_value
image = np.zeros(np.max(map_a, axis=0) + 1, dtype=np.int32)
image[map_a[:, 0], map_a[:, 1]] = 1
label, n = ndimage.label(image, structure=np.ones((3, 3)))

введите сюда описание изображения

Часть массива из 7000 точек:

[0.0789702838086786, 0.026726748654913795, -0.33899998664855957]
[0.07952999876630526, 0.026726748654913795, -0.33899998664855957]
[0.07985346391344544, 0.02664790970030836, -0.33799999952316284]
[0.0809695917179403, 0.02664790970030836, -0.33799999952316284]
[0.0789702838086786, 0.026166138141604005, -0.33899998664855957]
[0.07929540001119802, 0.026088952884101083, -0.33799999952316284]
[0.02954005788482236, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661]
[0.0301857766134246, -0.10526589892460925, -0.33799999952316284]
[0.030652883578558728, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661]
[0.03677342489410876, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661]
[0.02635707779177199, -0.1061379429995061, -0.33899998664855957]
[0.03297609612466172, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284]
[0.03343494781289965, -0.10606907160123173, -0.3370000123977661]

upd. вид сверху введите сюда описание изображения

upd 13:38 23.06
"u235" помог написал скрипт, который строит триангулированые сетки по входным данным:

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.tri as tri

t = np.array(t)
points = t[:, :2]
x = points[:, 0]
y = points[:, 1]
triang = tri.Triangulation(x, y)
fig1, ax1 = plt.subplots()
ax1.set_aspect('equal')

max_radius = 0.02
triangles = triang.triangles

xtri = x[triangles] - np.roll(x[triangles], 1, axis=1)
ytri = y[triangles] - np.roll(y[triangles], 1, axis=1)
maxi = np.max(np.sqrt(xtri ** 2 + ytri ** 2), axis=1)
triang.set_mask(maxi > max_radius)

ax1.triplot(triang, color="red")
plt.show()

введите сюда описание изображения

13
  • 2
    А попробуйте в лоб, используя методы кластеризации. DBSCAN(), linkage(), OPTICS()
    – passant
    23 июн 2021 в 4:50
  • Почитайте вот этот вопрос и мой ответ, может подойдёт ru.stackoverflow.com/a/1297437/260769
    – CrazyElf
    23 июн 2021 в 5:10
  • 1
    @Leonid Методов кластеризации очень много. И оценивать их можно тоже по-разному. Читайте scikit-learn.org/stable/modules/clustering.html там дофига всего :)
    – CrazyElf
    23 июн 2021 в 8:46
  • 1
    @CrazyElf В данном конкретном случае глазками посмотреть - как раз просто. Три координаты всего. В общем-то - почти классический случай. А если реальных объектов три, да они так хорошо разделены, как на картинке - то вообще красота для таких методов. Тот-же DBSCAN способен сам обнаруживать количество кластеров (ну, не считая настройки размерности окрестности). Лично мне бы эти методы - если картинка уже переведена в массив координат точек - первыми пришли в голову.
    – passant
    23 июн 2021 в 10:02
  • 1
    Вот, буквально из сегодняшней ленты feedly : analyticsvidhya.com/blog/2021/06/… К-means кластеризация при работе с картинками типа ваших..
    – passant
    24 июн 2021 в 11:17

1 ответ 1

2

Собственно решение состоит в триангуляции набора точек, удалении треугольников с длинными ребрами и поиска связных компонент графа.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.tri import Triangulation
from scipy.sparse.csgraph import connected_components
from scipy.sparse import csr_matrix

coord = [[0.0789702838086786, 0.026726748654913795, -0.33899998664855957],
         [0.07952999876630526, 0.026726748654913795, -0.33899998664855957],
         [0.07985346391344544, 0.02664790970030836, -0.33799999952316284],
         [0.08041152781569287, 0.02664790970030836, -0.33799999952316284],
         [0.0809695917179403, 0.02664790970030836, -0.33799999952316284],
         [0.0789702838086786, 0.026166138141604005, -0.33899998664855957],
         [0.07929540001119802, 0.026088952884101083, -0.33799999952316284],
         [0.07961721410295897, 0.02601176762659816, -0.3370000123977661],
         [0.08017362694982716, 0.02601176762659816, -0.3370000123977661],
         [0.08049048073615488, 0.025934580068765693, -0.335999995470047],
         [0.0810452424784379, 0.025934580068765693, -0.335999995470047],
         [0.08160000422072093, 0.025934580068765693, -0.335999995470047],
         [0.07929540001119802, 0.025529996067893804, -0.33799999952316284],
         [0.07961721410295897, 0.025454464507493394, -0.3370000123977661],
         [0.08017362694982716, 0.025454464507493394, -0.3370000123977661],
         [0.08049048073615488, 0.025378930696048088, -0.335999995470047],
         [0.0810452424784379, 0.025378930696048088, -0.335999995470047],
         [0.08160000422072093, 0.025378930696048088, -0.335999995470047],
         [0.025088755109876883, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02564516795674507, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02620158080361325, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.026757993650481437, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02731440649734962, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.027870819344217805, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02842723219108599, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.028983645037954173, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02954005788482236, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.030096470731690545, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.030652883578558728, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.031209296425426913, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.0317657092722951, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.032322122119163285, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.032878534966031464, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03343494781289965, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.033991360659767836, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03454777350663602, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03510418635350421, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.035660599200372387, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03621701204724057, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03677342489410876, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.037329837740976944, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.03788625058784513, -0.10439716224391743, -0.3370000123977661],
         [0.02635707779177199, -0.10557733248619632, -0.33899998664855957],
         [0.026916792749398656, -0.10557733248619632, -0.33899998664855957],
         [0.027395457102187472, -0.10526589892460925, -0.33799999952316284],
         [0.0279535210044349, -0.10526589892460925, -0.33799999952316284],
         [0.028511584906682323, -0.10526589892460925, -0.33799999952316284],
         [0.028983645037954173, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.02954005788482236, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.0301857766134246, -0.10526589892460925, -0.33799999952316284],
         [0.030652883578558728, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.031209296425426913, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.0317657092722951, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.032322122119163285, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.032878534966031464, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.03343494781289965, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.033991360659767836, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.03454777350663602, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.03510418635350421, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.035660599200372387, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.03621701204724057, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.03677342489410876, -0.10495446536302219, -0.3370000123977661],
         [0.02635707779177199, -0.1061379429995061, -0.33899998664855957],
         [0.026916792749398656, -0.1061379429995061, -0.33899998664855957],
         [0.027395457102187472, -0.10582485574081653, -0.33799999952316284],
         [0.0279535210044349, -0.10582485574081653, -0.33799999952316284],
         [0.028511584906682323, -0.10582485574081653, -0.33799999952316284],
         [0.028983645037954173, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.02954005788482236, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.0301857766134246, -0.10582485574081653, -0.33799999952316284],
         [0.030652883578558728, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.031209296425426913, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.0317657092722951, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.032322122119163285, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.032878534966031464, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.03343494781289965, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.033991360659767836, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.03454777350663602, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.03510418635350421, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.035660599200372387, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.03621701204724057, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.03677342489410876, -0.10551176848212696, -0.3370000123977661],
         [0.030743840515672024, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284],
         [0.03130190441791945, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284],
         [0.031859968320166875, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284],
         [0.0324180322224143, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284],
         [0.03297609612466172, -0.10638381255702381, -0.33799999952316284],
         [0.03343494781289965, -0.10606907160123173, -0.3370000123977661],
         [0.033991360659767836, -0.10606907160123173, -0.3370000123977661],
         [0.03454777350663602, -0.10606907160123173, -0.3370000123977661],
         [0.03510418635350421, -0.10606907160123173, -0.3370000123977661]]
coord = np.array(coord)
points = coord[:, :2]
x = points[:, 0]
y = points[:, 1]
triang = Triangulation(points[:, 0], points[:, 1])  # триангуляция набора точек

max_radius = 0.02  # максимальное расстояние, cut off
triangles = triang.triangles
xtri = x[triangles] - np.roll(x[triangles], 1, axis=1)
ytri = y[triangles] - np.roll(y[triangles], 1, axis=1)
# максимальная длина стороны треугольника
maxi = np.max(np.sqrt(xtri**2 + ytri**2), axis=1)
triang.set_mask(maxi > max_radius)  # фильтрация треугольников по длине стороны
num_nodes = np.max(triang.edges)+1  # число вершин
graph = csr_matrix((np.ones(triang.edges.shape[0]), (
    triang.edges[:, 0], triang.edges[:, 1])), shape=(num_nodes, num_nodes))
n, labels = connected_components(graph.toarray(), directed=False)

fig1, ax1 = plt.subplots()
ax1.set_aspect('equal')

for i in range(n):
    ax1.scatter(coord[labels == i, 0], coord[labels == i, 1], s=0.5)
    print(f'Компонент {i}: ')
    print(coord[labels == i])
plt.show()

пример кластеризации

0

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.