Python 填写numpy数组中超出边界的部分

我不完全确定我该如何命名这个问题。但是我如何才能得到一个numpy数组的一部分，它的一些值在边界之外

请参见下面我的简单示例代码：

def get_section(a, center, square_radius):
    return a[center[0] - square_radius:center[0] + square_radius + 1, \
              center[1] - square_radius:center[1] + square_radius + 1]



array = [
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1],
    [3, 4, 5, 0, 7, 8, 9, 1, 2],
    [4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3],
    [5, 0, 7, 8, 9, 4, 5, 6, 7],
    [6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5]
]
a = np.asarray(array)
square_radius = 2


center = [2,3]
print(get_section(a, center, square_radius))

center = [4,1]
print(get_section(a, center, square_radius))

假设我有一个数组，但我想通过指定我想要的部分的中心和半径来获得它的一小部分

第一个将打印出：

[[2 3 4 5 6]
 [3 4 5 6 7]
 [4 5 0 7 8]
 [5 6 7 8 9]
 [0 7 8 9 4]]

这正是我想要的。为简单起见，我将“0”放在所识别的两个示例的中心

但是第二个将打印出

[]

对于第二个，我想用-1填充外部值。因此，我希望它返回：

[[-1  3  4  5  0]
 [-1  4  5  6  7]
 [-1  5  0  7  8]
 [-1  6  7  8  9]
 [-1 -1 -1 -1 -1]]

---

我怎么能在numpy做到这一点呢？

最后！我是用电脑做的。我不确定是否有更好的方法来完成这项工作，因为它非常复杂，但是，它工作得很好：

def get_section(a, center, square_radius):
    tp = max(0, -(center[0] - square_radius))
    bp = max(0, -((a.shape[0]-center[0]-1) - square_radius))
    lp = max(0, -(center[1] - square_radius))
    rp = max(0, -((a.shape[1]-center[1]-1) - square_radius))
    a = np.pad(a, [[tp, bp], [lp, rp]], 'constant', constant_values=-1)
    return a[center[0] - square_radius + tp:center[0] + square_radius + 1 + tp, \
              center[1] - square_radius + lp:center[1] + square_radius + 1 + lp]

并用您的示例进行测试：

>>> center = [2,3]
>>> print(get_section(a, center, square_radius))
[[2 3 4 5 6]
 [3 4 5 6 7]
 [4 5 0 7 8]
 [5 6 7 8 9]
 [0 7 8 9 4]]
>>> center = [4,1]
>>> print(get_section(a, center, square_radius))
[[-1  3  4  5  0]
 [-1  4  5  6  7]
 [-1  5  0  7  8]
 [-1  6  7  8  9]
 [-1 -1 -1 -1 -1]]

---

为什么？

首先，让我们定义一个数组来测试

np.pad（）

函数：

>>> a
array([[1, 2],
       [3, 4]])

然后我们可以快速演示填充是如何工作的，从这个例子中，它应该是不言自明的：

>>> np.pad(a, [[1, 2], [0, 3]], 'constant', constant_values=-1)
array([[-1, -1, -1, -1, -1],
       [ 1,  2, -1, -1, -1],
       [ 3,  4, -1, -1, -1],
       [-1, -1, -1, -1, -1],
       [-1, -1, -1, -1, -1]])

所以我们现在知道，我们可以将

-1s

添加到我们想要的任何边上，我们现在只需要确定我们是否这样做（正方形与边重叠，如第二个示例所示），如果这样，我们需要向每个边添加多少

-1s

这些填充距离是在函数的顶部定义的（

tp

，

bp

，…用于顶部衬垫，底部衬垫…），我们通过计算得出

计算基本上只需计算边缘和中心之间的距离，然后减去

平方半径

。然而，如果我们将其保持在这个位置，那么我们通常会得到负的填充距离（在半径小于到边缘的距离的情况下，为了解决这个问题，我们只使用

max（）

函数和

0

使填充距离仅为正（需要填充）或

0

（该边上不需要填充）

然后，定义了所有这些，我们就用这些值调用

a

上的

pad

函数

最后，我们使用原始的“平方提取”技术来获得围绕中心坐标的平方。唯一的区别是，我们需要通过顶部和左侧填充来偏移所有索引。我们需要这样做，就像我们刚刚填充了一个3的左侧填充，那么原本是一个4的中心现在是1美分re的值为1（因为索引从填充边开始）。为了避免这个问题，我们只需通过将填充差异添加到所有索引上来抵消索引

---

希望你现在就知道了！

是的，我正在努力理解它是如何工作的。有一段艰难的时光lol。我读了一些关于np.pad的信息，我了解了它是如何填充左/右和上/下的。虽然，当你在np.pad函数前后打印“a”时，“a”似乎没有改变。我真的不明白为什么添加tp和lp会这样做k、 我知道这很管用，只是试着去理解。Thanks@user1179317我已经添加了一个解释。我想我明白了。你几乎可以这样认为，返回的值是原始数组边界内的值，然后在该部分添加了填充。只是有点混乱，因为在遵循代码时，似乎是paddi添加了ng，但是您只返回忽略添加的填充的值。@user1179317啊，我知道，

np.pad

的结果被分配回

a

变量，因此被使用。