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Pixel connectivity

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167: 5203: 4170: 1965: 3866: 6149:
26-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their faces, edges, or corners. These pixels are connected along either one, two, or all three of the primary axes. In addition to 18-connected pixels, each pixel with coordinates
1601: 1778: 4312: 5788:
18-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their faces or edges. These pixels are connected along either one or two of the primary axes. In addition to 6-connected pixels, each pixel with coordinates
4445: 5498:
8-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their edges or corners. These pixels are connected horizontally, vertically, and diagonally. In addition to 4-connected pixels, each pixel with coordinates
5115: 1448: 2099: 3807: 1701: 3605: 1182: 469: 1787: 4691: 3438: 4559: 952: 1300: 583: 6380: 6322: 6264: 6206: 4951: 852: 6099: 6047: 5995: 5943: 5891: 5839: 5187: 5543: 3858: 4165:{\displaystyle G_{{\vec {q}}_{3}}=V_{{\vec {q}}_{3}}-1=E_{{\vec {q}}_{1}}+E_{{\vec {q}}_{2}}+E_{{\vec {q}}_{3}}-1=E_{{\vec {q}}=(0,0,0)}+E_{{\vec {q}}=(0,0,1)}+E_{{\vec {q}}=(0,1,1)}} 294: 5738: 5692: 5646: 3729: 5300: 5260: 5454: 5408: 3164: 6420: 6139: 5778: 3504: 125: 5577: 5488: 5337: 4821: 4727: 4498: 3365: 1083: 3637: 2231: 1329: 1016: 883: 775: 716: 683: 325: 5009: 4853: 4759: 3669: 3470: 2191: 1253: 1221: 650: 618: 536: 361: 241: 4597: 3329: 3291: 3258: 3225: 987: 502: 206: 1464: 2142: 1043: 746: 4977: 4879: 4785: 5364:
There are several ways to map hexagonal tiles to integer pixel coordinates. With one method, in addition to the 4-connected pixels, the two pixels at coordinates
3192: 1709: 4178: 1259:
will be equal to the number of elements on the hypersphere plus all of the elements on the inner shells. The shells must be ordered by increasing order of
4320: 5017: 1338: 1970: 6465: 5353:
6-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their corners (which includes pixels that touch one of their edges) in a
3738: 1613: 3511: 208:. A common width is 3, which means along each dimension, the central cell will be adjacent to 1 cell on either side for all dimensions. 111: 1093: 366: 6489: 4602: 3370: 2106:
includes the center hypervoxel, which is not included in the connectivity. Subtracting 1 yields the neighborhood connectivity,
118: 5598:
6-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their faces. These pixels are connected along one of the
4514: 892: 1262: 545: 89: 6327: 6269: 6211: 6153: 4884: 1018:
is shared in common between orthants. Because of this, the multiplying factor on the permutation must be adjusted from
6604: 5599: 5216: 1960:{\displaystyle V_{{\vec {q}}_{p}}=V_{{\vec {q}}_{p-1}}+E_{{\vec {q}}_{p,1}}+E_{{\vec {q}}_{p,2}},V_{{\vec {q}}_{0}}=0} 155: 44: 784: 6052: 6000: 5948: 5896: 5844: 5792: 6599: 5138: 6499: 5502: 74: 5343: 3812: 250: 5697: 5651: 5605: 3674: 5265: 5225: 5413: 5367: 3108: 49: 6385: 6104: 5743: 1967:
Note that each neighborhood will need to have the values from the next smallest neighborhood added. Ex.
99: 3475: 5548: 5459: 5308: 6557: 6511: 244: 5026: 4790: 4696: 4453: 886: 59: 5215:
4-connected pixels are neighbors to every pixel that touches one of their edges. These pixels are
3334: 6436: 6431: 5583: 5219:
horizontally and vertically. In terms of pixel coordinates, every pixel that has the coordinates
3732: 1048: 35: 3613: 2207: 1305: 992: 859: 751: 692: 659: 301: 4982: 4826: 4732: 3642: 3443: 2164: 1596:{\displaystyle V_{{\vec {q}}_{p}}=V_{{\vec {q}}_{p-1}}+E_{{\vec {q}}_{p}},V_{{\vec {q}}_{0}}=0} 1226: 1194: 623: 591: 509: 334: 214: 6573: 6527: 6485: 6461: 94: 4564: 3296: 3263: 3230: 3197: 959: 474: 185: 6565: 6519: 5354: 1087:
Multiplying the number of amount of permutations by the adjusted amount of orthants yields,
139: 84: 2115: 1773:{\displaystyle \left\Vert {\vec {q}}_{x}\right\Vert =\left\Vert {\vec {q}}_{y}\right\Vert } 1021: 724: 4956: 4858: 4764: 69: 3171: 6561: 6515: 17: 5358: 6545: 4307:{\displaystyle E_{{\vec {q}}=(0,0,0)}={\frac {3!}{3!*0!*0!}}2^{3-3}={\frac {6}{6}}1=1} 6593: 4440:{\displaystyle E_{{\vec {q}}=(0,0,1)}={\frac {3!}{2!*1!}}2^{3-2}={\frac {6}{2}}2=6} 166: 182:, must be specified. The dimension of a neighborhood is valid for any dimension 5110:{\displaystyle {\begin{cases}N=2,k\leq 4\\N=3,k\leq 2\\N=4,k\leq 1\end{cases}}} 1443:{\displaystyle {\vec {q}}_{p},p\in \left\{1,2,...,\sum _{x=1}^{k}(x+1)\right\}} 2094:{\displaystyle V_{{\vec {q}}=(0,2)}=V_{{\vec {q}}=(1,1)}+E_{{\vec {q}}=(0,2)}} 151: 54: 6569: 6523: 5202: 64: 6577: 6531: 539: 5206:
Example of neighborhood of pixels - association of eight and four pixels
328: 3802:{\displaystyle \left\Vert {\vec {q}}-{\vec {q}}_{0}\right\Vert _{1}=2} 147: 1696:{\displaystyle V_{{\vec {q}}_{p}}=\sum _{x=1}^{p}E_{{\vec {q}}_{x}}} 6546:"Subband Weighting With Pixel Connectivity for 3-D Wavelet Coding" 6500:"Subband Weighting With Pixel Connectivity for 3-D Wavelet Coding" 5201: 4561:
are unique does not hold for higher values of k & N. Consider
3600:{\displaystyle E={\frac {3!}{1!*2!*0!}}2^{3-1}={\frac {6}{2}}4=12} 331:
from the center structuring element to a point on the boundary of
165: 1177:{\displaystyle E={\frac {N!}{\prod _{j=0}^{k}n_{j}!}}2^{N-n_{0}}} 464:{\displaystyle q_{i}\in \{0,1,...,k\},\forall i\in \{1,2,...,N\}} 5131:
will become ambiguous. This means that specification of a given
6458:
Morphological Image Processing: Architecture and VLSI design
5103: 1191:
represent the number of elements inside of the hypersphere
174:
In order to specify a set of connectivities, the dimension
4686:{\displaystyle {\vec {q}}_{A}=(0,5),{\vec {q}}_{B}=(3,4)} 3433:{\displaystyle d={\sqrt {0^{2}+1^{2}+1^{2}}}={\sqrt {2}}} 1335:
representing its place in order. Then an ordered vector
4554:{\displaystyle \left\Vert {\vec {q}}_{p}\right\Vert =r} 6389: 6331: 6273: 6215: 6157: 6108: 6056: 6004: 5952: 5900: 5848: 5796: 5747: 5701: 5655: 5609: 5552: 5506: 5463: 5417: 5371: 5312: 5269: 5229: 6388: 6330: 6272: 6214: 6156: 6107: 6055: 6003: 5951: 5899: 5847: 5795: 5746: 5700: 5654: 5608: 5551: 5505: 5462: 5416: 5370: 5311: 5268: 5228: 5141: 5020: 4985: 4959: 4887: 4861: 4829: 4793: 4767: 4735: 4699: 4605: 4567: 4517: 4456: 4323: 4181: 3869: 3815: 3741: 3677: 3645: 3616: 3514: 3478: 3446: 3373: 3337: 3299: 3266: 3233: 3200: 3174: 3111: 2210: 2167: 2118: 1973: 1790: 1780:, then both vectors should be considered as the same 1712: 1616: 1467: 1341: 1308: 1265: 1229: 1197: 1096: 1051: 1024: 995: 962: 895: 862: 787: 754: 727: 695: 662: 626: 594: 548: 512: 477: 369: 337: 304: 253: 217: 188: 170:
The 9 possible connectivities in a 5x5x5 neighborhood
947:{\displaystyle {\frac {N!}{\prod _{j=0}^{k}n_{j}!}}} 1295:{\displaystyle \left\Vert {\vec {q}}\right\Vert =r} 578:{\displaystyle d=\left\Vert {\vec {q}}\right\Vert } 6414: 6374: 6316: 6258: 6200: 6133: 6093: 6041: 5989: 5937: 5885: 5833: 5772: 5732: 5686: 5640: 5571: 5537: 5482: 5448: 5402: 5331: 5294: 5254: 5181: 5109: 5003: 4971: 4945: 4873: 4847: 4815: 4779: 4753: 4721: 4685: 4591: 4553: 4492: 4439: 4306: 4164: 3852: 3801: 3723: 3663: 3631: 3599: 3498: 3464: 3432: 3359: 3323: 3285: 3252: 3219: 3186: 3158: 2225: 2185: 2136: 2093: 1959: 1772: 1695: 1595: 1442: 1323: 1294: 1247: 1215: 1176: 1077: 1037: 1010: 981: 946: 877: 846: 769: 740: 710: 677: 644: 612: 577: 530: 496: 463: 355: 319: 288: 235: 200: 6375:{\displaystyle \textstyle (x\mp 1,y\pm 1,z\pm 1)} 6317:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\mp 1,z\pm 1)} 6259:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\pm 1,z\mp 1)} 6201:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\pm 1,z\pm 1)} 4946:{\displaystyle {\vec {q}}_{C}=(4,4)\in M_{2}^{4}} 588:Define the amount of elements on the hypersphere 6460:. Kluwer Technische Boeken B.V. pp. 92–96. 3338: 689:will be equal to the amount of permutations of 847:{\displaystyle n_{j}=\sum _{i=1}^{N}(q_{i}=j)} 119: 8: 6094:{\displaystyle \textstyle (x,y\pm 1,z\mp 1)} 6042:{\displaystyle \textstyle (x,y\pm 1,z\pm 1)} 5990:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y,z\mp 1)} 5938:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y,z\pm 1)} 5886:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\mp 1,z)} 5834:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\pm 1,z)} 458: 428: 413: 383: 247:neighborhood with size on each dimension of 5182:{\displaystyle {\vec {q}}_{p}\in M_{n}^{N}} 3735:between our vector and the basic vector is 748:represent the amount of elements in vector 5538:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y\pm 1)} 126: 112: 26: 6387: 6329: 6271: 6213: 6155: 6106: 6054: 6002: 5950: 5898: 5846: 5794: 5745: 5699: 5653: 5607: 5550: 5504: 5461: 5415: 5369: 5310: 5267: 5227: 5173: 5168: 5155: 5144: 5143: 5140: 5021: 5019: 4995: 4990: 4984: 4958: 4937: 4932: 4901: 4890: 4889: 4886: 4860: 4839: 4834: 4828: 4807: 4796: 4795: 4792: 4766: 4745: 4740: 4734: 4713: 4702: 4701: 4698: 4659: 4648: 4647: 4619: 4608: 4607: 4604: 4566: 4535: 4524: 4523: 4516: 4455: 4418: 4403: 4370: 4330: 4329: 4328: 4322: 4285: 4270: 4228: 4188: 4187: 4186: 4180: 4125: 4124: 4123: 4079: 4078: 4077: 4033: 4032: 4031: 4010: 3999: 3998: 3996: 3981: 3970: 3969: 3967: 3952: 3941: 3940: 3938: 3917: 3906: 3905: 3903: 3888: 3877: 3876: 3874: 3868: 3853:{\displaystyle {\vec {q}}={\vec {q}}_{3}} 3844: 3833: 3832: 3817: 3816: 3814: 3787: 3776: 3765: 3764: 3749: 3748: 3740: 3691: 3680: 3679: 3676: 3655: 3650: 3644: 3618: 3617: 3615: 3578: 3563: 3521: 3513: 3488: 3483: 3477: 3456: 3451: 3445: 3423: 3412: 3399: 3386: 3380: 3372: 3345: 3336: 3298: 3271: 3265: 3238: 3232: 3205: 3199: 3173: 3121: 3120: 3115: 3110: 2212: 2211: 2209: 2177: 2172: 2166: 2117: 2060: 2059: 2058: 2020: 2019: 2018: 1980: 1979: 1978: 1972: 1943: 1932: 1931: 1929: 1908: 1897: 1896: 1894: 1873: 1862: 1861: 1859: 1838: 1827: 1826: 1824: 1809: 1798: 1797: 1795: 1789: 1760: 1749: 1748: 1730: 1719: 1718: 1711: 1685: 1674: 1673: 1671: 1661: 1650: 1635: 1624: 1623: 1621: 1615: 1579: 1568: 1567: 1565: 1550: 1539: 1538: 1536: 1515: 1504: 1503: 1501: 1486: 1475: 1474: 1472: 1466: 1414: 1403: 1355: 1344: 1343: 1340: 1310: 1309: 1307: 1271: 1270: 1264: 1239: 1234: 1228: 1207: 1202: 1196: 1166: 1155: 1139: 1129: 1118: 1103: 1095: 1067: 1056: 1050: 1029: 1023: 997: 996: 994: 967: 961: 932: 922: 911: 896: 894: 864: 863: 861: 829: 816: 805: 792: 786: 756: 755: 753: 732: 726: 697: 696: 694: 664: 663: 661: 636: 631: 625: 604: 599: 593: 560: 559: 547: 522: 517: 511: 482: 476: 374: 368: 347: 342: 336: 327:represent a discrete vector in the first 306: 305: 303: 282: 281: 252: 227: 222: 216: 187: 154:in n-dimensional) images relate to their 2151: 289:{\displaystyle n=2k+1,k\in \mathbb {Z} } 6544:Cheng, CC; Peng, GJ; Hwang, WL (2009), 6498:Cheng, CC; Peng, GJ; Hwang, WL (2009), 6448: 5733:{\displaystyle \textstyle (x,y,z\pm 1)} 5687:{\displaystyle \textstyle (x,y\pm 1,z)} 5641:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y,z)} 34: 3724:{\displaystyle {\vec {q}}_{1}=(0,0,0)} 718:multiplied by the number of orthants. 6550:IEEE Transactions on Image Processing 6504:IEEE Transactions on Image Processing 5295:{\displaystyle \textstyle (x,y\pm 1)} 5255:{\displaystyle \textstyle (x\pm 1,y)} 7: 5449:{\displaystyle \textstyle (x-1,y-1)} 5403:{\displaystyle \textstyle (x+1,y+1)} 3159:{\displaystyle G|{\vec {q}}=(0,1,1)} 3194:since the vector is 3-dimensional. 856:The total number of permutation of 6415:{\displaystyle \textstyle (x,y,z)} 6134:{\displaystyle \textstyle (x,y,z)} 5773:{\displaystyle \textstyle (x,y,z)} 419: 178:and the width of the neighborhood 25: 4503:Which matches the supplied table 3499:{\displaystyle S_{3}^{\sqrt {2}}} 363:. This implies that each element 6480:A. Rosenfeld, A. C. Kak (1982), 5572:{\displaystyle \textstyle (x,y)} 5483:{\displaystyle \textstyle (x,y)} 5332:{\displaystyle \textstyle (x,y)} 2148:Table of Selected Connectivities 471:and that at least one component 6408: 6390: 6368: 6332: 6310: 6274: 6252: 6216: 6194: 6158: 6127: 6109: 6087: 6057: 6035: 6005: 5983: 5953: 5931: 5901: 5879: 5849: 5827: 5797: 5766: 5748: 5726: 5702: 5680: 5656: 5634: 5610: 5602:. Each pixel with coordinates 5565: 5553: 5531: 5507: 5476: 5464: 5456:are connected to the pixel at 5442: 5418: 5396: 5372: 5325: 5313: 5288: 5270: 5248: 5230: 5149: 4922: 4910: 4895: 4816:{\displaystyle {\vec {q}}_{B}} 4801: 4722:{\displaystyle {\vec {q}}_{A}} 4707: 4680: 4668: 4653: 4640: 4628: 4613: 4541: 4529: 4519: 4362: 4344: 4335: 4220: 4202: 4193: 4157: 4139: 4130: 4111: 4093: 4084: 4065: 4047: 4038: 4004: 3975: 3946: 3911: 3882: 3838: 3822: 3783: 3770: 3754: 3744: 3718: 3700: 3685: 3623: 3153: 3135: 3126: 3116: 2217: 2086: 2074: 2065: 2046: 2034: 2025: 2006: 1994: 1985: 1937: 1902: 1867: 1832: 1803: 1766: 1754: 1744: 1736: 1724: 1714: 1679: 1629: 1573: 1544: 1509: 1480: 1458:can be defined iteratively as 1432: 1420: 1349: 1315: 1282: 1276: 1267: 1002: 869: 841: 822: 761: 702: 669: 571: 565: 556: 311: 1: 6382:is connected to the pixel at 6101:is connected to the pixel at 5740:is connected to the pixel at 5545:is connected to the pixel at 5305:is connected to the pixel at 5014:For this assumption to hold, 4493:{\displaystyle G=1+6+12-1=18} 1302:. Assume the ordered vectors 4855:but has an equivalent value 3360:{\displaystyle \max q_{i}=1} 90:Strongly connected component 4979:than the minimum vector in 1331:are assigned a coefficient 1078:{\displaystyle 2^{N-n_{0}}} 6621: 6482:Digital Picture Processing 5581: 5341: 4953:but has a higher value of 4507:Higher values of k & N 3632:{\displaystyle {\vec {q}}} 2226:{\displaystyle {\vec {q}}} 1324:{\displaystyle {\vec {q}}} 1011:{\displaystyle {\vec {q}}} 878:{\displaystyle {\vec {q}}} 770:{\displaystyle {\vec {q}}} 711:{\displaystyle {\vec {q}}} 678:{\displaystyle {\vec {q}}} 538:represent a N-dimensional 320:{\displaystyle {\vec {q}}} 243:represent a N-dimensional 75:K-connectivity certificate 5004:{\displaystyle M_{2}^{5}} 4848:{\displaystyle M_{2}^{4}} 4754:{\displaystyle M_{2}^{5}} 3664:{\displaystyle N_{3}^{3}} 3465:{\displaystyle M_{3}^{3}} 3093: 2962: 2913: 2728: 2630: 2585: 2491: 2426: 2385: 2186:{\displaystyle M_{N}^{n}} 1248:{\displaystyle M_{N}^{n}} 1216:{\displaystyle S_{N}^{d}} 645:{\displaystyle M_{N}^{n}} 613:{\displaystyle S_{N}^{d}} 531:{\displaystyle S_{N}^{d}} 356:{\displaystyle M_{N}^{n}} 236:{\displaystyle M_{N}^{n}} 6570:10.1109/TIP.2008.2007067 6524:10.1109/TIP.2008.2007067 6484:, Academic Press, Inc., 5344:Von Neumann neighborhood 5135:could refer to multiple 4823:is in the smaller space 4511:The assumption that all 1223:within the neighborhood 885:can be represented by a 620:within the neighborhood 18:4-connected neighborhood 6456:Jonker, Pieter (1992). 4592:{\displaystyle N=2,k=5} 3472:and the hypersphere is 3324:{\displaystyle k=1,n=3} 3286:{\displaystyle n_{1}=2} 3253:{\displaystyle q_{i}=0} 3220:{\displaystyle n_{0}=1} 982:{\displaystyle q_{i}=0} 497:{\displaystyle q_{i}=k} 201:{\displaystyle n\geq 1} 6416: 6376: 6318: 6260: 6202: 6135: 6095: 6043: 5991: 5939: 5887: 5835: 5774: 5734: 5688: 5642: 5573: 5539: 5484: 5450: 5404: 5333: 5296: 5256: 5207: 5183: 5111: 5005: 4973: 4947: 4875: 4849: 4817: 4781: 4755: 4723: 4687: 4593: 4555: 4494: 4441: 4308: 4166: 3854: 3803: 3725: 3665: 3633: 3601: 3500: 3466: 3440:. The neighborhood is 3434: 3361: 3325: 3287: 3254: 3221: 3188: 3160: 2227: 2187: 2138: 2095: 1961: 1774: 1697: 1666: 1597: 1454:are unique. Therefore 1444: 1419: 1325: 1296: 1249: 1217: 1178: 1134: 1079: 1039: 1012: 983: 948: 927: 879: 848: 821: 771: 742: 712: 679: 646: 614: 579: 532: 498: 465: 357: 321: 290: 237: 202: 171: 50:Algebraic connectivity 6417: 6377: 6319: 6261: 6203: 6136: 6096: 6044: 5992: 5940: 5888: 5836: 5775: 5735: 5689: 5643: 5574: 5540: 5485: 5451: 5405: 5334: 5297: 5257: 5205: 5193:Types of connectivity 5184: 5112: 5006: 4974: 4948: 4876: 4850: 4818: 4782: 4756: 4724: 4688: 4594: 4556: 4495: 4442: 4309: 4167: 3855: 3804: 3726: 3666: 3634: 3602: 3501: 3467: 3435: 3362: 3326: 3288: 3255: 3222: 3189: 3161: 3105:Consider solving for 2228: 2188: 2139: 2137:{\displaystyle G=V-1} 2096: 1962: 1775: 1698: 1646: 1598: 1445: 1399: 1326: 1297: 1250: 1218: 1179: 1114: 1080: 1040: 1038:{\displaystyle 2^{N}} 1013: 984: 949: 907: 880: 849: 801: 777:which take the value 772: 743: 741:{\displaystyle n_{j}} 713: 680: 647: 615: 580: 533: 499: 466: 358: 322: 291: 238: 203: 169: 150:in 2-dimensional (or 6386: 6328: 6270: 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Index

4-connected neighborhood
Graph connectivity
Connectivity
Algebraic connectivity
Cycle rank
Rank (graph theory)
SPQR tree
St-connectivity
K-connectivity certificate
Pixel connectivity
Vertex separator
Strongly connected component
Biconnected graph
Bridge
v
t
e
image processing
pixels
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multinomial
Manhattan Distance

connected
Von Neumann neighborhood

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