python - 使用 numpy 将 M*N 矩阵的每个 3x3 窗口求和为 M/3*N/3 矩阵

Question

我正在尝试实现一个求和(或最终取平均值)的函数给定矩阵的每个 3x3 窗口，并使用每个窗口的结果创建一个小 9 倍的矩阵。

我想不出一种高效简洁的方法来使用 numpy 执行此操作。

有什么想法吗？

谢谢!

Answer 1

最简单的 numpy only 方法比卷积做的工作少得多，因此可能比基于过滤器的方法更快，它是将原始数组的大小调整为具有额外维度的数组，然后通过对新数组求和将其恢复正常尺寸:

>>> arr = np.arange(108).reshape(9, 12)
>>> rows, cols = arr.shape
>>> arr.reshape(rows//3, 3, cols//3, 3).sum(axis=(1, 3))
array([[117, 144, 171, 198],
       [441, 468, 495, 522],
       [765, 792, 819, 846]])

如果您想要均值，只需将结果数组除以元素数即可:

>>> arr.reshape(rows//3, 3, cols//3, 3).sum(axis=(1, 3)) / 9
array([[ 13.,  16.,  19.,  22.],
       [ 49.,  52.,  55.,  58.],
       [ 85.,  88.,  91.,  94.]])

此方法仅在您的数组的形状本身是 3 的倍数时才有效。