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python - numpy 中二维数组上的矢量化移动窗口

coder 2023-08-17 原文

我正在对二维数组中大小不变的移动窗口应用操作。是否有一种有效的类似矢量化的操作，我可以实现它而无需在 Python 中循环？我当前的结构看起来像这样

 for i in range(1,xmax-1):
     for j in range(1,ymax-1):
        out[i][j] = f(in[i][j],in[i+1][j],in[i-1][j],in[i][j+1],in[i][j-1],...)

eat 在这个问题中留下的评论暗示了将此操作向量化的可能性，但没有进一步的细节 vectorized indexing/slicing in numpy/scipy?

最佳答案

您可以按照说明使用滚动窗口技术 here , here和 here , 但对于二维数组。

NumPy 二维滚动窗口源码:

# Rolling window for 2D arrays in NumPy
import numpy as np

def rolling_window(a, shape):  # rolling window for 2D array
    s = (a.shape[0] - shape[0] + 1,) + (a.shape[1] - shape[1] + 1,) + shape
    strides = a.strides + a.strides
    return np.lib.stride_tricks.as_strided(a, shape=s, strides=strides)

a = np.array([[0,  1,  2,  3,  4,  5],
              [6,  7,  8,  9, 10,  11],
              [12, 13, 14, 15, 7,   8],
              [18, 19, 20, 21, 13, 14],
              [24, 25, 26, 27, 19, 20],
              [30, 31, 32, 33, 34, 35]], dtype=np.int)
b = np.arange(36, dtype=np.float).reshape(6,6)
present = np.array([[7,8],[13,14],[19,20]], dtype=np.int)
absent  = np.array([[7,8],[42,14],[19,20]], dtype=np.int)

found = np.all(np.all(rolling_window(a, present.shape) == present, axis=2), axis=2)
print(np.transpose(found.nonzero()))
found = np.all(np.all(rolling_window(b, present.shape) == present, axis=2), axis=2)
print(np.transpose(found.nonzero()))
found = np.all(np.all(rolling_window(a, absent.shape) == absent, axis=2), axis=2)
print(np.transpose(found.nonzero()))

数组present 在数组a 中出现了两次[1,1] 和[2,4]。

我的 CoLab 笔记本中有更多示例 "Rolling window on NumPy arrays without for loops" .

关于python - numpy 中二维数组上的矢量化移动窗口，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/8174467/

矢量化pythonshapesectionwindownumpyvectorization

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