OpenCVでの中央値を用いた配列の縮小

Question

Opencvで配列を中央値で縮小したいです．
例えば
([1,1,1,2,2,2],
[3,3,3,4,4,4],
[5,5,5,6,6,6],
[1,1,1,3,3,3],
[5,5,5,2,2,2],
[6,6,6,4,4,4])
といった66の配列があったとして
この配列を22に縮小するとします．
また，その際中央値にて圧縮したいと考えています．
ですので，結果として
([3,4],
[5,3])
のような配列にしたいと考えています．
中央値を用いて縮小するにはどの様にしたらいいでしょうか？
また，中央値以外での縮小方法もあれば教えていただきたいです．

Comments

[tiitoi]

中央値を用いて縮小とはどういう意味でしょうか？
6x6の配列がどのような計算を経て2x2の配列になったのかがよくわかりません。

[退会済みユーザー]

6*6の配列を2*2の配列にするので
3*3ごとに縮小していく処理を行いたいです．
（3*3の配列にするなら2*2ずつで）
左上の3*3の部分は
[1,1,1]
[3,3,3]
[5,5,5]
となるので，この範囲での中央値をとって
3にする．
右上では同様に
[2,2,2]
[4,4,4]
[6,6,6]
での範囲の中央値で4．
といった処理を行っていく．
といった処理を行いたいです．

[退会済みユーザー]

前にも同じような質問をされていたと思います。少なくとも他の縮小方法はそちらで回答があったはずです。

Answer 1

中央値を用いて縮小するにはどの様にしたらいいでしょうか？

6x6 を 2x2 のするには、6x6 の配列を 3x3 の4つのブロックに分けて、各ブロックでのメディアンを計算することに該当します。
OpenCV に median フィルタがありますが、カーネルサイズやストライドは指定できなかったので、以下のように numpy で作ってみました。

1. numpy の as_strided で 6x6 の配列を 3x3 の4つのブロックに分ける。

as_strided の部分は numpy が内部でどのようにデータを管理しているかを知っていないと理解するのが難しいかもしれません。
NumPyのstride_tricks.as_stridedの使用例 - Qiita

1. numpy.median() で各ブロックごとに中央値を計算する。

サンプルコード

import numpy as np
from numpy.lib.stride_tricks import as_strided

a = np.array(
    [
        [1, 1, 1, 2, 2, 2],
        [3, 3, 3, 4, 4, 4],
        [5, 5, 5, 6, 6, 6],
        [1, 1, 1, 3, 3, 3],
        [5, 5, 5, 2, 2, 2],
        [6, 6, 6, 4, 4, 4],
    ]
)


def resize(img, size):
    dst_w, dst_h = size  # リサイズ後の画像の大きさ
    img_h, img_w = img.shape  # 画像の大きさ
    kernel_w, kernel_h = img_w // dst_w, img_h // dst_h  # カーネルの大きさ

    # 形状とストライド
    shape = img_h // kernel_h, img_w // kernel_w, kernel_h, kernel_w
    strides = img.itemsize * np.array([img_w * kernel_h, kernel_w, img_w, 1])
    blocks = as_strided(img, shape=shape, strides=strides)
    # print(blocks)

    # 各ブロックごとに中央値を計算する。
    median = np.median(blocks, axis=(2, 3)).astype(int)

    return median


dst = resize(a, (2, 2))
print(dst)
# [[3 4]
#  [5 3]]

代替案

また，中央値以外での縮小方法もあれば教えていただきたいです．

cv2.resize() の interpolation 引数で指定できる方法ではだめなのでしょうか？

• cv2.INTER_NEAREST: 最近傍補間
• cv2.INTER_LINEAR: バイリニア補間 (デフォルト)
• cv2.INTER_CUBIC: バイキュービック補間
• cv2.INTER_AREA: ピクセル領域の関係を利用したリサンプリング
• cv2.INTER_LANCZOS4: Lanczos 補間