卷积类操作

日期2008-02-06 (最后修改), 2008-02-06 (创建)

用户经常希望将数组分解成重叠的块，然后对每个块应用相同的操作。例如，您可以通过对每个块进行 FFT 来生成动态功率谱，或者您可以使用点积构造卷积。其中一些操作已经在 numpy 和 scipy 中存在，但其他一些则没有。解决此问题的一种方法是创建一个矩阵，其中每一列都是一个起始位置，每一行都是一个块。这通常需要复制一些数据，如果重叠很多，则可能需要复制大量数据，但 numpy 的步幅可以用来完成此操作。步幅的简化并非免费的；如果您修改了数组，所有共享元素都将被修改。尽管如此，它仍然是一个有用的操作。附件中包含代码，segmentaxis.py 。示例用法

In [ ]

In [1]: import numpy as N
In [2]: import segmentaxis
In [3]: a = N.zeros(30)
In [4]: a[15] = 1
In [5]: filter = N.array([0.1,0.5,1,0.5,0.1])
In [6]: sa = segmentaxis.segment_axis(a,len(filter),len(filter)-1)
In [7]: sa
Out[7]:
array([[ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  1.],
       [ 0.,  0.,  0.,  1.,  0.],
       [ 0.,  0.,  1.,  0.,  0.],
       [ 0.,  1.,  0.,  0.,  0.],
       [ 1.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.]])
In [8]: N.dot(sa[::2,:],filter)
Out[8]:
array([ 0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0.5,  0.5,  0. ,  0. ,  0. ,
        0. ,  0. ])
In [9]: N.dot(sa[1::2,:],filter)
Out[9]:
array([ 0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0.1,  1. ,  0.1,  0. ,  0. ,  0. ,
        0. ,  0. ])
In [10]: N.dot(sa,filter)
Out[10]:
array([ 0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,
        0.1,  0.5,  1. ,  0.5,  0.1,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,  0. ,
        0. ,  0. ,  0. ,  0. ])

章节作者: AMArchibald

附件

• segmentaxis.py