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我有一个一维numpy数组,我想对其进行下采样。如果下采样光栅与数据不完全匹配,则可以使用以下任一方法:
对于单独的下采样value
基本上,如果我有
1 2 6 2 1
我向下采样了3倍,下面所有的都是可以的:
3 3
3 1.5
或者任何插值法能给我的结果。
我只是在寻找最快/最简单的方法来做这件事。
我找到了
scipy.signal.decimate
,但这听起来像是对值进行了抽取(根据需要去掉它们,只在X中留下一个)。
scipy.signal.resample
似乎有正确的名称,但我不明白他们在描述中的整个傅里叶事情要去哪里。我的信号不是特别周期性的。
你能帮我一下吗?这似乎是一项非常简单的任务,但所有这些功能都相当复杂……
在数组大小可被下采样因子(
R
)整除的简单情况下,您可以
reshape
您的数组,并沿着新轴取平均值:
import numpy as np
a = np.array([1.,2,6,2,1,7])
R = 3
a.reshape(-1, R)
=> array([[ 1., 2., 6.],
[ 2., 1., 7.]])
a.reshape(-1, R).mean(axis=1)
=> array([ 3. , 3.33333333])
在一般情况下,您可以用
NaN
填充数组,使其大小可被
R
整除,然后使用
scipy.nanmean
取平均值。
import math, scipy
b = np.append(a, [ 4 ])
b.shape
=> (7,)
pad_size = math.ceil(float(b.size)/R)*R - b.size
b_padded = np.append(b, np.zeros(pad_size)*np.NaN)
b_padded.shape
=> (9,)
scipy.nanmean(b_padded.reshape(-1,R), axis=1)
=> array([ 3. , 3.33333333, 4.])
如果阵列大小不能被下采样因子(R)整除,则阵列的整形(分裂)可以使用紧跟着每个子阵的均值的np.linspace来完成。
input_arr = np.arange(531)
R = 150 (number of split)
split_arr = np.linspace(0, len(input_arr), num=R+1, dtype=int)
dwnsmpl_subarr = np.split(input_arr, split_arr[1:])
dwnsmpl_arr = np.array( list( np.mean(item) for item in dwnsmpl_subarr[:-1] ) )
这里有几种使用线性插值或傅立叶方法的方法。这些方法支持上采样和下采样。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.signal import resample
from scipy.interpolate import interp1d
def ResampleLinear1D(original, targetLen):
original = np.array(original, dtype=np.float)
index_arr = np.linspace(0, len(original)-1, num=targetLen, dtype=np.float)
index_floor = np.array(index_arr, dtype=np.int) #Round down
index_ceil = index_floor + 1
index_rem = index_arr - index_floor #Remain
val1 = original[index_floor]
val2 = original[index_ceil % len(original)]
interp = val1 * (1.0-index_rem) + val2 * index_rem
assert(len(interp) == targetLen)
return interp
if __name__=="__main__":
original = np.sin(np.arange(256)/10.0)
targetLen = 100
# Method 1: Use scipy interp1d (linear interpolation)
# This is the simplest conceptually as it just uses linear interpolation. Scipy
# also offers a range of other interpolation methods.
f = interp1d(np.arange(256), original, 'linear')
plt.plot(np.apply_along_axis(f, 0, np.linspace(0, 255, num=targetLen)))
# Method 2: Use numpy to do linear interpolation
# If you don't have scipy, you can do it in numpy with the above function
plt.plot(ResampleLinear1D(original, targetLen))