python - ¿Cómo dividir una matriz numpy en trozos de tamaño fijo con y sin superposición?

arrays multidimensional-array

Question

Digamos que tengo una matriz:

>>> arr = np.array(range(9)).reshape(3, 3)
>>> arr
array([[0, 1, 2],
       [3, 4, 5],
       [6, 7, 8]])

Me gustaría crear una función f(arr, shape=(2, 2)) que toma la matriz y una forma, y ​​divide la matriz en trozos de la forma dada sin relleno. Por lo tanto, superponiendo ciertas partes si es necesario. Por ejemplo:

>>> f(arr, shape=(2, 2))
array([[[[0, 1],
         [3, 4]],

        [[1, 2],
         [4, 5]]],

       [[[3, 4],
         [6, 7]],

        [[4, 5],
         [7, 8]]]])

Me las arreglé para crear la salida anterior con np.lib.stride_tricks.as_strided(arr, shape=(2, 2, 2, 2), strides=(24, 8, 24, 8)) . Pero no sé cómo generalizar esto para todas las matrices y todos los tamaños de fragmentos.

Preferiblemente, para matrices 3D.

Si no es necesaria una superposición, debería evitarlo. Otro ejemplo:

>>> arr = np.array(range(16).reshape(4,4)
>>> arr
array([[ 0,  1,  2,  3],
       [ 4,  5,  6,  7],
       [ 8,  9, 10, 11],
       [12, 13, 14, 15]])
>>> f(arr, shape=(2,2))
array([[[[0, 1],
         [4, 5]],

        [[2, 3],
         [6, 7]]],

       [[[8, 9],
         [12, 13]],

        [[10, 11],
         [14, 15]]]])

skimage.util.view_as_blocks se acerca, pero requiere que la matriz y la forma del bloque sean compatibles.

Answer 1

Hay una imagen incorporada en scikit-image como view_as_windows para hacer exactamente eso:

from skimage.util.shape import view_as_windows

view_as_windows(arr, (2,2))

Ejecución de muestra:

In [40]: arr
Out[40]: 
array([[0, 1, 2],
       [3, 4, 5],
       [6, 7, 8]])

In [41]: view_as_windows(arr, (2,2))
Out[41]: 
array([[[[0, 1],
         [3, 4]],

        [[1, 2],
         [4, 5]]],


       [[[3, 4],
         [6, 7]],

        [[4, 5],
         [7, 8]]]])

Para la segunda parte, use su primo de la misma familia / módulo view_as_blocks -

from skimage.util.shape import view_as_blocks

view_as_blocks(arr, (2,2))