[开发工具]numpy 滑动窗口取数据

numpy 滑动窗口取数据

import numpy as np
a1 = np.arange(0,10)
print(a1)

[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

要做成以下形式

for循环方式（数组大的时候，超级慢）

total_length = a1.shape[0]  # 数组总长度
win_length = 3  # 窗口长度
step_length = 2  # 步长
frequency = (total_length - win_length)//step_length + 1  # 频率
print(frequency)

4

list_arr = []
start_index = 0  # 切片开始下标
for i in range(frequency):
    stop_index = start_index + win_length  # 切片结束下标
    a2 = a1[start_index:stop_index]  # 切片数组
    start_index += step_length  # 下一次切片开始下标
    a2 = np.expand_dims(a2, axis=0)  # 维度增加一维
    list_arr.append(a2)  # 追加进列表
print(list_arr)

[array([[0, 1, 2]]), array([[2, 3, 4]]), array([[4, 5, 6]]), array([[6, 7, 8]])]

slide_arr = np.concatenate(list_arr, axis=0)  # 滑动窗口后的数组
print(slide_arr)

[[0 1 2]
 [2 3 4]
 [4 5 6]
 [6 7 8]]

numpy的方式(numpy的版本要在1.20.0及以上)

print(a1)

[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

strides = (1, step_length)
# 步长为1步的滑动窗口
slide_arr1 = np.lib.stride_tricks.sliding_window_view(
    a1,  # 原数组
    3  # 窗口大小，也可以是元组，如(2，2)
)
print(slide_arr1)

[[0 1 2]
 [1 2 3]
 [2 3 4]
 [3 4 5]
 [4 5 6]
 [5 6 7]
 [6 7 8]
 [7 8 9]]

slide_arr2 = slide_arr1[::2,] # 步长为2步的滑动窗口
print(slide_arr2)

[[0 1 2]
 [2 3 4]
 [4 5 6]
 [6 7 8]]