Wie funktioniert die Faltungsmatrix-Operation in numpy?

Question

Gibt es eine Möglichkeit convolution matrix mit numpy zu arbeiten?

Die numpy.convolve funktioniert nur auf 1D-Arrays, also ist dies nicht die Lösung.

Ich möchte lieber vermeiden mit scipy, da es scheint schwieriger zu sein, auf Windows installiert.

Answer 1

Ich würde sehr empfehlen, openCV für diesen Zweck zu verwenden. Doch im Prinzip kann man fast direkt auf den „Pseudo-Code“ zur Verwendung auf den wiki-article on kernel convolution Ihre eigene Funktion erstellen ...

ks = (kl-1)/2 ## kernels usually square with odd number of rows/columns 
kl = len(kernel) 
imx = len(matrix) 
imy = len(matrix[0]) 
for i in range(imx): 
    for j in range(imy): 
    acc = 0 
    for ki in range(kl): ##kernel is the matrix to be used 
     for kj in range(kl): 
     if 0 <= i-ks <= kl: ## make sure you don't get out of bound error 
      acc = acc + (matrix[i-ks+ki][j-ks+kj] * kernel[ki][kj]) 
    matrix[i][j] = acc 

dies im Prinzip sollte es tun (aber ich habe noch nicht getestet ...)

Ich hoffe, das ist hilfreich.

Answer 2

Sie haben scipy die ndimage, die Sie N-dimensionale Faltung mit convolve ausführen können:

from scipy.ndimage import convolve 
convolve(data, kernel) 

Ich weiß, dass Sie gesagt, dass Sie scipy vermeiden wollen ... aber ich würde davon abraten. Scipy ist in vielerlei Hinsicht großartig. Wenn Sie es unter Windows installieren möchten, versuchen Sie Anaconda Distribution, die bereits mit scipy installiert ist.

Anaconda ist eine Multiplattform-Python-Distribution, die mit allen vorinstallierten Bibliotheken (einschließlich vieler wissenschaftlicher Datenbibliotheken) und Tools wie pip oder conda geliefert wird, um neue zu installieren. Und nein, sie zahlen mir nicht, um es zu bewerben:/aber macht dein Multiplattform-Leben viel einfacher.