使用numpy通过平均相邻值缩小数组大小

Question

我有一个很大的数组，里面有成千上万的值，都是用numpy这个工具做的。我想通过对相邻的值进行平均来减小这个数组的大小。

a = [2,3,4,8,9,10]
#average down to 2 values here
a = [3,9]
#it averaged 2,3,4 and 8,9,10 together

简单来说，我的数组里有n个元素，我想把它缩减到X个值，并且希望它能像上面那样进行平均。

请问有没有办法用numpy来实现这个功能？（我已经在用它做其他事情，所以希望继续使用它。）

Answer 1

在这个例子中，我假设 a 是一个需要求平均值的一维 numpy 数组。在我下面提供的方法中，我们首先找出这个数组 a 的长度的因子。然后，我们选择一个合适的因子作为步长，用来对数组进行平均。

下面是代码。

import numpy as np
from functools import reduce

''' Function to find factors of a given number 'n' '''
def factors(n):    
    return list(set(reduce(list.__add__, 
        ([i, n//i] for i in range(1, int(n**0.5) + 1) if n % i == 0))))

a = [2,3,4,8,9,10]  #Given array.

'''fac: list of factors of length of a. 
   In this example, len(a) = 6. So, fac = [1, 2, 3, 6] '''
fac = factors(len(a)) 

'''step: choose an appropriate step size from the list 'fac'.
   In this example, we choose one of the middle numbers in fac 
   (3). '''   
step = fac[int( len(fac)/3 )+1]

'''avg: initialize an empty array. '''
avg = np.array([])
for i in range(0, len(a), step):
    avg = np.append( avg, np.mean(a[i:i+step]) ) #append averaged values to `avg`

print avg  #Prints the final result

[3.0, 9.0]      

Answer 2

试试这个：

n_averaged_elements = 3
averaged_array = []
a = np.array([ 2,  3,  4,  8,  9, 10])
for i in range(0, len(a), n_averaged_elements):
   slice_from_index = i
   slice_to_index = slice_from_index + n_averaged_elements
   averaged_array.append(np.mean(a[slice_from_index:slice_to_index]))

>>>> averaged_array
>>>> [3.0, 9.0]

Answer 3

看起来这对我来说是一个简单的不重叠的移动平均窗口，你觉得怎么样：

In [3]:

import numpy as np
a = np.array([2,3,4,8,9,10])
window_sz = 3
a[:len(a)/window_sz*window_sz].reshape(-1,window_sz).mean(1) 
#you want to be sure your array can be reshaped properly, so the [:len(a)/window_sz*window_sz] part
Out[3]:
array([ 3.,  9.])

Answer 4

使用 reshape 和 mean，你可以对一个大小为 N*m 的一维数组中的每 m 个相邻值进行平均计算，其中 N 是任何正整数。举个例子：

import numpy as np

m = 3
a = np.array([2, 3, 4, 8, 9, 10])
b = a.reshape(-1, m).mean(axis=1)
#array([3., 9.])

1) a.reshape(-1, m) 这行代码会把数组变成一个二维的形式，但不会复制数据：

array([[ 2,  3,  4],
       [ 8,  9, 10]])

2) 然后在第二个轴上（axis=1）计算平均值，这样就能得到每一行的平均值，结果是：

array([3., 9.])