Один из подходов использовать np.pad с функциональностью wrapping вдоль последней оси. Затем мы создадим скользящие окна в этой дополненной версии с np.lib.stride_tricks.as_strided, который, будучи просмотром массива, не будет занимать больше памяти. Наконец, мы будем индексировать в скользящие окна, чтобы получить конечный результат.
# Based on http://stackoverflow.com/a/41850409/3293881
def patchify(img, patch_shape):
X, Y, a = img.shape
x, y = patch_shape
shape = (X - x + 1, Y - y + 1, x, y, a)
X_str, Y_str, a_str = img.strides
strides = (X_str, Y_str, X_str, Y_str, a_str)
return np.lib.stride_tricks.as_strided(img, shape=shape, strides=strides)
def sliding_patches(a, BSZ):
hBSZ = (BSZ-1)//2
a_ext = np.dstack(np.pad(a[...,i], hBSZ, 'wrap') for i in range(a.shape[2]))
return patchify(a_ext, (BSZ,BSZ))
Пример запуска -
In [51]: a = np.random.randint(0,9,(4,5,2)) # Input array
In [52]: a[...,0]
Out[52]:
array([[2, 7, 5, 1, 0],
[4, 1, 2, 0, 7],
[1, 3, 0, 8, 4],
[8, 0, 5, 2, 7]])
In [53]: a[...,1]
Out[53]:
array([[0, 3, 3, 8, 7],
[3, 8, 2, 8, 2],
[8, 4, 3, 8, 7],
[6, 6, 8, 5, 5]])
Теперь давайте выберем одну центральную точку в a, скажем (1,0) и попытаться получить участки blocksize (BSZ) = 3 вокруг него -
In [54]: out = sliding_patches(a, BSZ=3) # Create sliding windows
In [55]: out[1,0,...,0] # patch centered at (1,0) for slice-0
Out[55]:
array([[0, 2, 7],
[7, 4, 1],
[4, 1, 3]])
In [56]: out[1,0,...,1] # patch centered at (1,0) for slice-1
Out[56]:
array([[7, 0, 3],
[2, 3, 8],
[7, 8, 4]])
Таким образом, конечный результат для получения патчей вокруг (1,0) будет просто: out[1,0,...,:] т.е. out[1,0].
Давайте сделаем проверку формы на оригинальной профилированного массива в любом случае -
In [65]: a = np.random.randint(0,9,(50,50,4))
In [66]: out = sliding_patches(a, BSZ=11)
In [67]: out[1,0].shape
Out[67]: (11, 11, 4)