Arrays 使用meshgrid在阵列的中心创建一个球体，而不使用for循环，将创建外壳瑕疵

我想实现下面的代码，避免循环以提高速度。是否有任何方法可以这样做，以便我可以创建一个以numpy数组为中心的球体

def Create_Sphere(square_numpy_array, pixel_min, pixel_max, HU, Radius_sq ):


new_array = np.empty_like(square_numpy_array)

for k in range(pixel_min, pixel_max, 1):
    for i in range(pixel_min, pixel_max, 1):
        for j in range(pixel_min, pixel_max, 1):
            r_sq = (i - 255)**2 + (j - 255)**2 + (k - 255)**2
            if r_sq <= Radius_sq:
                new_array[k, i, j] = HU + 1000
return new_array

def创建球体（正方形数组、像素最小值、像素最大值、HU、半径平方）：
新数组=np.empty类似（正方形数组）
对于范围内的k（最小像素，最大像素，1）：
对于范围内的i（像素最小值，像素最大值，1）：
对于范围内的j（最小像素，最大像素，1）：
r_sq=（i-255）**2+（j-255）**2+（k-255）**2
如果r_sq我意识到使用无符号int会导致减法错误。最后的工作解决方案如下

def Sphere(HU):
num_pix = int(400)
radius =100 
Radius_sq_pixels = (radius)**2
sphere_pixel_HU = HU 
center_pixel = int(num_pix/2-1) 
new_array = np.zeros((num_pix, num_pix, num_pix))

m,n,r = new_array.shape
x = np.arange(0, m, 1)
y = np.arange(0, n, 1)
z = np.arange(0, r, 1)

xx,yy,zz = np.meshgrid(x,y,z,indexing = 'ij',sparse = True)
X = (xx - center_pixel)
Y = (yy - center_pixel)
Z = (zz - center_pixel)

mask = ((X**2) + (Y**2) + (Z**2)) < Radius_sq_pixels  #create sphere mask

new_array = sphere_pixel_HU * mask  #assign values 
new_array = new_array.astype(np.uint16) #change datatype

plt.imshow(new_array[int(num_pix/2)])
plt.show()

return new_array

def球体（HU）：
num_pix=int（400）
半径=100
半径×平方像素=（半径）**2
球体\u像素\u HU=HU
中心像素=整数（数字像素/2-1）
新数组=np.0（（num_pix，num_pix，num_pix））
m、 n，r=new_array.shape
x=np.arange（0，m，1）
y=np.arange（0，n，1）
z=np.arange（0，r，1）
xx，yy，zz=np.meshgrid（x，y，z，索引='ij'，稀疏=真）
X=（xx-中心像素）
Y=（yy-中心像素）
Z=（zz-中心像素）
遮罩=（（X**2）+（Y**2）+（Z**2））
我意识到使用无符号整数会导致减法错误。最后的工作解决方案如下

def Sphere(HU):
num_pix = int(400)
radius =100 
Radius_sq_pixels = (radius)**2
sphere_pixel_HU = HU 
center_pixel = int(num_pix/2-1) 
new_array = np.zeros((num_pix, num_pix, num_pix))

m,n,r = new_array.shape
x = np.arange(0, m, 1)
y = np.arange(0, n, 1)
z = np.arange(0, r, 1)

xx,yy,zz = np.meshgrid(x,y,z,indexing = 'ij',sparse = True)
X = (xx - center_pixel)
Y = (yy - center_pixel)
Z = (zz - center_pixel)

mask = ((X**2) + (Y**2) + (Z**2)) < Radius_sq_pixels  #create sphere mask

new_array = sphere_pixel_HU * mask  #assign values 
new_array = new_array.astype(np.uint16) #change datatype

plt.imshow(new_array[int(num_pix/2)])
plt.show()

return new_array

def球体（HU）：
num_pix=int（400）
半径=100
半径×平方像素=（半径）**2
球体\u像素\u HU=HU
中心像素=整数（数字像素/2-1）
新数组=np.0（（num_pix，num_pix，num_pix））
m、 n，r=new_array.shape
x=np.arange（0，m，1）
y=np.arange（0，n，1）
z=np.arange（0，r，1）
xx，yy，zz=np.meshgrid（x，y，z，索引='ij'，稀疏=真）
X=（xx-中心像素）
Y=（yy-中心像素）
Z=（zz-中心像素）
遮罩=（（X**2）+（Y**2）+（Z**2））
这应该非常接近-这应该非常接近-