python - 设置 numpy 数组阈值的最快方法是什么？

Question

我想要结果数组作为二进制是/否。

我想到了

    img = PIL.Image.open(filename)

    array = numpy.array(img)
    thresholded_array = numpy.copy(array)

    brightest = numpy.amax(array)
    threshold = brightest/2

    for b in xrange(490):
        for c in xrange(490):
            if array[b][c] > threshold:
                thresholded_array[b][c] = 255
            else:
                thresholded_array[b][c] = 0

    out=PIL.Image.fromarray(thresholded_array)

但是一次遍历数组一个值非常非常慢，我知道一定有更快的方法，什么是最快的？

Answer 1

您可以通过多种方式一次比较整个数组，而不是循环。从

开始

>>> arr = np.random.randint(0, 255, (3,3))
>>> brightest = arr.max()
>>> threshold = brightest // 2
>>> arr
array([[214, 151, 216],
       [206,  10, 162],
       [176,  99, 229]])
>>> brightest
229
>>> threshold
114

方法#1:使用np.where:

>>> np.where(arr > threshold, 255, 0)
array([[255, 255, 255],
       [255,   0, 255],
       [255,   0, 255]])

方法#2:使用 bool 索引创建一个新数组

>>> up = arr > threshold
>>> new_arr = np.zeros_like(arr)
>>> new_arr[up] = 255

方法#3:做同样的事情，但使用算术技巧

>>> (arr > threshold) * 255
array([[255, 255, 255],
       [255,   0, 255],
       [255,   0, 255]])

这是有效的，因为 False == 0 和 True == 1。

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对于 1000x1000 的数组，看起来算术 hack 对我来说是最快的，但老实说我会使用 np.where 因为我认为它最清楚:

>>> %timeit np.where(arr > threshold, 255, 0)
100 loops, best of 3: 12.3 ms per loop
>>> %timeit up = arr > threshold; new_arr = np.zeros_like(arr); new_arr[up] = 255;
100 loops, best of 3: 14.2 ms per loop
>>> %timeit (arr > threshold) * 255
100 loops, best of 3: 6.05 ms per loop