获取创建 ConvexHull 的点的索引

Posted 2023-02-14

【中文标题】获取创建 ConvexHull 的点的索引

【英文标题】：get the index of point which create ConvexHull

【发布时间】：2013-08-12 17:41:42

【问题描述】：

我正在尝试使用 scipy.spatial (from scipy.spatial import ConvexHull) 来绘制一系列点的凸包。

import pylab as pl
from scipy.spatial import ConvexHull

pl.figure()  
pl.hold(True)  

points = np.concatenate((x, y), axis=1)

hull = ConvexHull(points)

pl.plot(points[:,0], points[:,1], 'ro')

for simplex in hull.simplices:
    pl.plot(points[simplex,0], points[simplex,1], 'dk--')    

问题是我没有正确理解什么是 hull.simplices，我想找到凸包面上点的索引，以便我可以使用这些索引从 x 和 y 中获取点

【参考方案1】：

在二维情况下，ConvexHull 对象的simplices 属性包含构成凸包线段的点的索引对。仅获取索引的一种方法是获取扁平 simplices 数组的唯一元素。但请注意，这些点不会按照集合周围的凸包的顺序排列。 （在 scipy 0.13.0 及更高版本中，您可以使用 vertices 属性获取索引；见下文。）

例如，

import numpy as np
from scipy.spatial import ConvexHull
import matplotlib.pyplot as plt


# Generate some random points for the demo.
np.random.seed(4321)
pts = 0.1 + 0.8*np.random.rand(15, 2)

ch = ConvexHull(pts)

# hull_indices = ch.vertices   # This will work in the scipy 0.13
hull_indices = np.unique(ch.simplices.flat)
hull_pts = pts[hull_indices, :]

plt.plot(pts[:, 0], pts[:, 1], 'ko', markersize=10)
plt.plot(hull_pts[:, 0], hull_pts[:, 1], 'ro', alpha=.25, markersize=20)
plt.xlim(0, 1)
plt.ylim(0, 1)
plt.show()

这会生成：

在 scipy 0.13.0 中添加了vertices 属性：

import numpy as np
from scipy.spatial import ConvexHull
import matplotlib.pyplot as plt


# Generate some random points for the demo.
np.random.seed(4321)
pts = 0.1 + 0.8*np.random.rand(15, 2)

ch = ConvexHull(pts)

# Get the indices of the hull points.
hull_indices = ch.vertices

# These are the actual points.
hull_pts = pts[hull_indices, :]

plt.plot(pts[:, 0], pts[:, 1], 'ko', markersize=10)
plt.fill(hull_pts[:,0], hull_pts[:,1], fill=False, edgecolor='b')
plt.xlim(0, 1)
plt.ylim(0, 1)
plt.show()

【讨论】：

我之前看到过顶点，但我的问题是，当我使用顶点时，我得到了这个错误“AttributeError: 'ConvexHull' object has no attribute 'vertices'”

啊，对不起。我正在使用来自 github 的最新版本的 scipy。 vertices 属性是几个月前添加的 (github.com/scipy/scipy/commit/…)。

感谢您的解决方案，但如果您想根据索引绘制凸包（pl.plot(points[hull_indices,0], points[hull_indices,1], 'b--')) 形状不正确，我认为那是因为您的解决方案没有保存索引的顺序

这就是我所说的“点不会按照集合周围的凸包的顺序排列”的意思（这就是为什么我使用特殊标记而不是绘制线段的原因）。 ConvexHull 的文档字符串显示了绘制形状的示例：docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/…