用较短数组替换numpy一维数组的一部分

Question

我有一个一维的numpy数组，里面存放了一些音频数据。我正在处理这些数据，想把某些部分替换成白噪声。不过，这个噪声的长度要比被替换的部分短。生成噪声没问题，但我在想，怎么才能简单地把原来的数据替换成噪声呢？我最开始想到用 data[10:110] = noise[0:10] 来替换，但这样做不行，因为它们的尺寸不匹配。

有什么简单的方法可以把numpy数组的一部分替换成另一部分，且这两部分的尺寸不同吗？

补充说明：这些数据是未压缩的PCM音频数据，最长可以达到一个小时，可能占用几百MB的内存。我希望避免在内存中创建额外的副本。

Answer 1

我对numpy不是很熟悉，但你是不是可以把数据数组分成和噪声数组一样大小的小块，然后把每个数据小块设置成对应的噪声小块？比如说：

data[10:20] = noise[0:10]
data[21:31] = noise[0:10]

等等，类似的？

你可以这样循环：

for x in range(10,100,10):
    data[x:10+x] = noise[0:10]

更新：

如果你想缩短原始数据数组，可以这样做：

data = data[:10] + noise[:10]

这样会截断数据数组，并在第10个位置后把噪声加到原始数组里。如果需要的话，你可以把剩下的数据数组添加到新数组中。

Answer 2

在你的应用中，numpy数组相比于python列表有什么好处呢？我觉得numpy数组的一个缺点是它们不容易调整大小：

http://mail.python.org/pipermail/python-list/2008-June/1181494.html

你真的需要回收你缩短的数组部分的内存吗？如果不需要，也许你可以使用掩码数组：

http://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/maskedarray.generic.html

当你想用一段更短的噪声替换信号的一部分时，先替换信号的第一部分，然后将剩下被移除的信号部分遮蔽掉。

编辑：这里有一些笨拙的numpy代码，它没有使用掩码数组，也没有分配更多的内存。同时，它也没有释放被删除部分的内存。这个想法是通过移动数组的其余部分来替换你想删除的数据，最后留下零（或者垃圾数据）在数组的末尾。

import numpy
a = numpy.arange(10)
# [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
## Replace a[2:7] with length-2 noise:
insert = -1 * numpy.ones((2))
new = slice(2, 4)
old = slice(2, 7)
#Just to indicate what we'll be replacing:
a[old] = 0
# [0 1 0 0 0 0 0 7 8 9]
a[new] = insert
# [0 1 -1 -1 0 0 0 7 8 9]
#Shift the remaining data over:
a[new.stop:(new.stop - old.stop)] = a[old.stop:]
# [0 1 -1 -1 7 8 9 7 8 9]
#Zero out the dangly bit at the end:
a[(new.stop - old.stop):] = 0
# [0 1 -1 -1 7 8 9 0 0 0]