Numpy 数组填充np.pad()函数

np.pad()函数

pad(array, pad_width, mode, **kwargs)

返回值:数组

参数

  • array——表示需要填充的数组;

  • pad_width——表示每个轴(axis)边缘需要填充的数值数目。 参数输入方式为:((before_1, after_1), … (before_N, after_N)),其中(before_1, after_1)表示第1轴两边缘分别填充before_1个和after_1个数值。取值为:{sequence, array_like, int}

  • mode——表示填充的方式(取值:str字符串或用户提供的函数),总共有11种填充模式;

    • ‘constant’——表示连续填充相同的值,每个轴可以分别指定填充值,constant_values=(x, y)时前面用x填充,后面用y填充,缺省值填充0

    • ‘edge’——表示用边缘值填充

    • ‘linear_ramp’——表示用边缘递减的方式填充

    • ‘maximum’——表示最大值填充

    • ‘mean’——表示均值填充

    • ‘median’——表示中位数填充

    • ‘minimum’——表示最小值填充

    • ‘reflect’——表示对称填充

    • ‘symmetric’——表示对称填充

    • ‘wrap’——表示用原数组后面的值填充前面,前面的值填充后面

常数填充模式constant

A = np.arange(95,99).reshape(2,2)    #原始输入数组
A

array([[95, 96],
       [97, 98]])

用例1

  • 在数组 A 的边缘填充 constant_values 指定的数值

  • (3,2)表示在A的第[0]轴填充(二维数组中,0轴表示行),即在0轴前面填充3个宽度的0,比如数组A中的95,96两个元素前面各填充了3个0;在后面填充2个0,比如数组A中的97,98两个元素后面各填充了2个0

  • (2,3)表示在A的第[1]轴填充(二维数组中,1轴表示列),即在1轴前面填充2个宽度的0,后面填充3个宽度的0
np.pad(A,((3,2),(2,3)),'constant',constant_values = (0,0))  
#constant_values表示填充值,且(before,after)的填充值等于(0,0)
array([[ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0, 95, 96,  0,  0,  0],
       [ 0,  0, 97, 98,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0]])
#填充时,从前面轴,往后面轴依次填充
np.pad(A,((3,2),(2,3)),'constant',constant_values = (-2,2))   
#填充值,前面填充改为-2,后面填充改为2
array([[-2, -2, -2, -2,  2,  2,  2],
       [-2, -2, -2, -2,  2,  2,  2],
       [-2, -2, -2, -2,  2,  2,  2],
       [-2, -2, 95, 96,  2,  2,  2],
       [-2, -2, 97, 98,  2,  2,  2],
       [-2, -2,  2,  2,  2,  2,  2],
       [-2, -2,  2,  2,  2,  2,  2]])
np.pad(A,((3,2),(2,3)),'constant',constant_values = ((0,0),(1,2)))    
#0轴和1轴分别填充不同的值,先填充0轴,后填充1轴,存在1轴填充覆盖0轴填充的情形
array([[ 1,  1,  0,  0,  2,  2,  2],
       [ 1,  1,  0,  0,  2,  2,  2],
       [ 1,  1,  0,  0,  2,  2,  2],
       [ 1,  1, 95, 96,  2,  2,  2],
       [ 1,  1, 97, 98,  2,  2,  2],
       [ 1,  1,  0,  0,  2,  2,  2],
       [ 1,  1,  0,  0,  2,  2,  2]])
np.pad(A,((3,2),(2,3)),'constant')     
#,constant_values 缺省,则默认填充均为0
array([[ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0, 95, 96,  0,  0,  0],
       [ 0,  0, 97, 98,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0]])

边缘值填充模式——’edge’

B = np.arange(1,5).reshape(2,2)  #原始输入数组
B
array([[1, 2],
       [3, 4]])
np.pad(B,((1,2),(2,1)),'edge')   
#注意先填充0轴,后面填充1轴,依次填充
array([[1, 1, 1, 2, 2],
       [1, 1, 1, 2, 2],
       [3, 3, 3, 4, 4],
       [3, 3, 3, 4, 4],
       [3, 3, 3, 4, 4]])

边缘最大值填充模式——’maximum’

B = np.arange(1,5).reshape(2,2)  #原始输入数组
B
array([[1, 2],
       [3, 4]])
np.pad(B,((1,2),(2,1)),'maximum')    
#maximum填充模式还有其他控制参数,比如stat_length,详细见numpy库
array([[4, 4, 3, 4, 4],
       [2, 2, 1, 2, 2],
       [4, 4, 3, 4, 4],
       [4, 4, 3, 4, 4],
       [4, 4, 3, 4, 4]])
C = np.arange(0,9).reshape(3,3)  #原始输入数组
C
array([[0, 1, 2],
       [3, 4, 5],
       [6, 7, 8]])
np.pad(C,((3,2),(2,1)),'maximum')
array([[8, 8, 6, 7, 8, 8],
       [8, 8, 6, 7, 8, 8],
       [8, 8, 6, 7, 8, 8],
       [2, 2, 0, 1, 2, 2],
       [5, 5, 3, 4, 5, 5],
       [8, 8, 6, 7, 8, 8],
       [8, 8, 6, 7, 8, 8],
       [8, 8, 6, 7, 8, 8]])

参考

  1. Numpy学习——数组填充np.pad()函数的应用
Update time: 2020-05-25

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