通過接近對3D numpy陣列中的單元格進行分組的最佳方法

Question

我試圖找到找到/設置圍繞3D位置的所有單元格的最佳方法。這是一種聚類問題。我想圍繞幾個特定位置將「小組」組合在一起。

例如，給定的2的小區的距離，的3D陣列（4,4,4），和3D位置列表：

(0, 0, 0) 
(0, 2, 0) 
(3, 0, 0) 

假設給定的數組是全零。

我想返回一個3D數組，其中在任意位置的單元格距離爲2的所有單元中都有1。

因此，距離上述位置（包括位置本身）2或更小的任何單元應該有1個單元。

我想使用numpy切片而不是Python for循環來提高性能。

這裏的一個示例的輸入和輸出：

distance = 2 
shape = (4, 4, 4) 
locations = [(2, 0, 0)] 

返回應該是：

array([[[1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [0, 0, 0, 0]], 

     [[1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [0, 0, 0, 0]], 

     [[1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [0, 0, 0, 0]], 

     [[1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [1, 1, 1, 0], 
     [0, 0, 0, 0]]], dtype=int32) 

基本上尺寸2x2x2的的立方體圍繞 '中央' 點形成（2，0，0）

Answer 1

這是做你想做的嗎？

import numpy as np 

distance = 2 
shape = (4, 4, 4) 
locations = np.array([(2, 0, 0)]) 

data = np.zeros(shape, np.int) 

data[locations[:,0], locations[:,1], locations[:,2]] = 1 

import scipy.ndimage 
scipy.ndimage.binary_dilation(data, np.ones((3,3,3)), 2)