如何在二维 numpy 数组中居中非零值？答案

【问题标题】：How to center the nonzero values within 2D numpy array?如何在二维 numpy 数组中居中非零值？
【发布时间】：2018-08-06 23:39:01
【问题描述】：

我想在 2D numpy 数组中定位所有非零值并移动它们以使图像居中。我不想填充数组，因为我需要保持它相同的形状。例如：

my_array = np.array([[1, 1, 0, 0], [0, 0, 2, 4], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]])
# center...

>>> [[0 0 0 0]
     [0 1 1 0]
     [0 2 4 0]
     [0 0 0 0]]

但实际上我需要居中的数组要大得多（比如 200x200、403x403 等，它们都是方形的）。我认为np.nonzero 和np.roll 可能会派上用场，但我不确定将它们用于我的大型阵列的最佳方式。

【问题讨论】：

你如何定义处于中心位置？
@Tai 我想理想情况下我想将图像质心的坐标设置为等于原点（假设我已经有了质心的坐标）。
您是否已经想出了解决较小矩阵的方法？如果是这样，你应该与人分享。此外，更多示例将对人们有所帮助。
还没有。我说我已经有了质心坐标的原因是因为我正在使用astropy 包photutils，它具有返回图像中对象质心坐标的功能。
行是独立的吗？从您提供的示例中，似乎该行首先一个一个居中，然后 bloc [[1 1][2 4]] 垂直居中...

标签： python arrays python-3.x numpy

【解决方案1】：

nonzero 和roll 的组合可用于此目的。例如，如果k=0 在下面显示的循环中，则np.any 将识别不完全为零的行。记录第一行和最后一行，并计算沿轴的偏移，以便在偏移之后，(first+last)/2 将移动到数组的中间行。然后对列进行相同的操作。

import numpy as np
my_array = np.array([[1, 1, 0, 0], [2, 4, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]])
print(my_array)   # before
for k in range(2):
    nonempty = np.nonzero(np.any(my_array, axis=1-k))[0]
    first, last = nonempty.min(), nonempty.max()
    shift = (my_array.shape[k] - first - last)//2
    my_array = np.roll(my_array, shift, axis=k)
print(my_array)   # after

之前：

[[1 1 0 0]
 [2 4 0 0]
 [0 0 0 0]
 [0 0 0 0]]

之后：

[[0 0 0 0]
 [0 1 1 0]
 [0 2 4 0]
 [0 0 0 0]]

替代方案：np.count_nonzeros 可以用来代替np.any，这允许潜在地为非零像素的数量设置一些阈值，这些像素被认为“足够”将一行限定为图像的一部分。

【讨论】：