如何通过Python的scipy.spatial.Voronoi获得与MATLAB的voronoin相同的输出 - python

我使用MATLAB的voronoin判断单元之间的连接,并且我想将此函数转换为Python。

当我使用Python的scipy.spatial.Voronoi时,输出有些不同。
例如,我在MATLAB和Python中使用了相同的输入,如下面的代码所示。

MATLAB:

seed = [ 17.746    -0.37283   -0.75523;
         6.1704     1.3404     7.0341;
        -7.7211     5.4282     4.5016;
         5.8014     2.1252    -6.2491;
       -16.047     -2.8472    -0.024795;
        -2.2967    -6.7334     0.60707]
[vvern_mat, vceln_mat] = voronoin(seed);

蟒蛇:

import numpy as np
from scipy.spatial import Voronoi
seed = np.array([[ 17.746   ,  -0.37283 ,  -0.75523 ],
       [  6.1704  ,   1.3404  ,   7.0341  ],
       [ -7.7211  ,   5.4282  ,   4.5016  ],
       [  5.8014  ,   2.1252  ,  -6.2491  ],
       [-16.047   ,  -2.8472  ,  -0.024795],
       [ -2.2967  ,  -6.7334  ,   0.60707 ]])
vor = Voronoi(seed)
vvern_py = vor.vertices
vceln_py = vor.regions

输出如下:

MATLAB:

vvern_mat = 
        Inf       Inf       Inf
        -6.9386    1.7980   -7.7861
        -15.9902  -20.8031   50.1840
        29.5016  106.3690    5.9214
        8.6816   -6.5899   -0.1741
        -0.2027    2.1210    0.5874

vceln_mat = 
        1     4     5
        1     3     4     5     6
        1     2     3     4     6
        1     2     4     5     6
        1     2     3
        1     2     3     5     6

蟒蛇:

vvern_py = array([[ -6.93864391,   1.79801934,  -7.78610533],
                  [-15.9902125 , -20.80310202,  50.1840397 ],
                  [ 29.501584  , 106.36899584,   5.92137852],
                  [  8.68156407,  -6.58985621,  -0.17410448],
                  [ -0.20266123,   2.12100225,   0.58735065]])

vceln_py = [[],
            [-1, 0, 2, 3, 4],
            [-1, 2, 3],
            [-1, 0, 1],
            [-1, 0, 1, 2, 4],
            [-1, 1, 2, 3, 4],
            [-1, 0, 1, 3, 4]]  

当您专注于vceln时,您会注意到MATLAB和Python之间的值相同,因为您可以通过在vceln_mat上加上两个来获得vceln_py
但是,行顺序不同,并且我很难将vceln_py转换为vceln_mat

我以为可以通过将MATLAB的Qhull选项应用于Python来解决此问题,但无法获得相同的输出。 (关于voronoin的选项:https://jp.mathworks.com/help/matlab/ref/voronoin.html?lang=en#bqurvsm-1)
如果有人能解决这个问题,我将不胜感激。

参考方案

vor.regions中列表的顺序可以是任意的。但是,您可以通过vor.point_region属性获取有关哪个区域与哪个入口点相关联的信息。 scipy.spatial.Voronoi documentation说

point_region: (list of ints, shape (npoints)) Index of the Voronoi region for each input point.

因此,您必须根据vor.regions中的信息订购vor.point_region

# Find point coordinate for each region
sorting = [np.where(vor.point_region==x)[0][0] for x in range(1, len(vor.regions))]
# sort regions along coordinate list `sorting` (exclude first, empty list [])
sorted_regions = [x for _, x in sorted(zip(sorting, vor.regions[1:]))]

sorted_regions = [[-1, 2, 3],
                  [-1, 1, 2, 3, 4],
                  [-1, 0, 1, 2, 4],
                  [-1, 0, 2, 3, 4],
                  [-1, 0, 1],
                  [-1, 0, 1, 3, 4]]

像这样,您将获得MATLAB voronoin函数的排序,这显然已经在本质上进行了排序。

为了获得相同的数值,您可以计算出(正如您已经提到的那样)

# PseudoCode 
vceln_py = vceln_mat - 2

但是,其原因似乎未在scipy.spatial.Voronoi,voronoin或qhull文档中进行记录。

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