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假设我有一个 (N, N)
形状的二维 array
:
import numpy as np
my_array = np.random.random((N, N))
现在我只想对该数组的某些“单元格”进行一些计算,例如数组中央部分的单元格。为了避免对我不感兴趣的单元格进行计算,我通常在这里做的是创建一个 bool 掩码,本着这种精神:
my_mask = np.zeros_like(my_array, bool)
my_mask[40:61,40:61] = True
my_array[my_mask] = some_twisted_computations(my_array[my_mask])
但是如果 some_twisted_computations()
涉及相邻单元格的值(如果它们在 mask
内)怎么办?在性能方面,创建一个形状为 (len(my_mask), 4)
的“邻接数组”是否是个好主意,将 4 个相邻单元格的索引存储在平面 my_array[mask]
我将在 some_twisted_computations()
中使用的数组?如果是,计算这种邻接数组的有效选项是什么?我应该切换到较低级别的语言/其他数据结构吗?
我的真实世界数组形状在 (1000,1000,1000)
左右,掩码仅涉及这些值的一小部分 (~100000),并且具有相当复杂的几何形状。我希望我的问题是有道理的...
编辑:我制定的非常肮脏和缓慢的解决方案:
wall = mask
i = 0
top_neighbors = []
down_neighbors = []
left_neighbors = []
right_neighbors = []
indices = []
for index, val in np.ndenumerate(wall):
if not val:
continue
indices += [index]
if wall[index[0] + 1, index[1]]:
down_neighbors += [(index[0] + 1, index[1])]
else:
down_neighbors += [i]
if wall[index[0] - 1, index[1]]:
top_neighbors += [(index[0] - 1, index[1])]
else:
top_neighbors += [i]
if wall[index[0], index[1] - 1]:
left_neighbors += [(index[0], index[1] - 1)]
else:
left_neighbors += [i]
if wall[index[0], index[1] + 1]:
right_neighbors += [(index[0], index[1] + 1)]
else:
right_neighbors += [i]
i += 1
top_neighbors = [i if type(i) is int else indices.index(i) for i in top_neighbors]
down_neighbors = [i if type(i) is int else indices.index(i) for i in down_neighbors]
left_neighbors = [i if type(i) is int else indices.index(i) for i in left_neighbors]
right_neighbors = [i if type(i) is int else indices.index(i) for i in right_neighbors]
最佳答案
最佳答案可能取决于您要进行的计算的性质。例如,如果它们可以表示为相邻像素的总和,那么像 np.convolve
或 scipy.signal.fftconvolve
这样的东西可能是一个非常好的解决方案。
对于有效生成相邻索引数组的特定问题,您可以尝试这样的事情:
x = np.random.rand(100, 100)
mask = x > 0.9
i, j = np.where(mask)
i_neighbors = i[:, np.newaxis] + [0, 0, -1, 1]
j_neighbors = j[:, np.newaxis] + [-1, 1, 0, 0]
# need to do something with the edge cases
# the best choice will depend on your application
# here we'll change out-of-bounds neighbors to the
# central point itself.
i_neighbors = np.clip(i_neighbors, 0, 99)
j_neighbors = np.clip(j_neighbors, 0, 99)
# compute some vectorized result over the neighbors
# as a concrete example, here we'll do a standard deviation
result = x[i_neighbors, j_neighbors].std(axis=1)
结果是对应于屏蔽区域的值数组,包含相邻值的标准差。希望该方法适用于您想到的任何具体问题!
编辑:考虑到上面编辑过的问题,以下是如何调整我的回答以以矢量化方式生成索引数组:
x = np.random.rand(100, 100)
mask = x > -0.9
i, j = np.where(mask)
i_neighbors = i[:, np.newaxis] + [0, 0, -1, 1]
j_neighbors = j[:, np.newaxis] + [-1, 1, 0, 0]
i_neighbors = np.clip(i_neighbors, 0, 99)
j_neighbors = np.clip(j_neighbors, 0, 99)
indices = np.zeros(x.shape, dtype=int)
indices[mask] = np.arange(len(i))
neighbor_in_mask = mask[i_neighbors, j_neighbors]
neighbors = np.where(neighbor_in_mask,
indices[i_neighbors, j_neighbors],
np.arange(len(i))[:, None])
left_indices, right_indices, top_indices, bottom_indices = neighbors.T
关于python - 过滤数组,存储邻接信息,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/43279164/
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