在第四维度上连接两个numpy数组

Question

我有两个三维Numpy数组（3 x 4 x 5），我希望将它们连接起来，使得结果变成一个四维数组（3 x 4 x 5 x 2）。在Matlab中，可以使用 cat(4, a, b) 来实现，但是在Numpy中却不行。

例如：

a = ones((3,4,5))
b = ones((3,4,5))
c = concatenate((a,b), axis=3) # error!

为了澄清，我希望c[:,:,:,0]和c[:,:,:,1]对应于原始的两个数组。

- Marijn van Vliet

Answer 1

怎么样呢

c = np.stack((a,b), axis=3)

- Daniel

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这个函数是在numpy版本1.10中添加的，使这个操作更加优雅。 - Marijn van Vliet

Answer 2

这里是您需要的：

import numpy as np
a = np.ones((3,4,5))
b = np.ones((3,4,5))
c = np.concatenate((a[...,np.newaxis],b[...,np.newaxis]),axis=3)

- JoshAdel

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接受这个略微更易读的版本。此外，它使我不再对 ... 操作符感到无知了。 - Marijn van Vliet

如果您有一系列要堆叠的数组，可以使用以下方式：c = np.concatenate([aux[..., np.newaxis] for aux in sequence_of_arrays], axis=3)。 - Tom Pohl

通常情况下，您可以在原始数组中的任何维度上使用 axis=-1，而不管其具有多少维。 - 1''

Answer 3

以下怎么样:

c = concatenate((a[:,:,:,None],b[:,:,:,None]), axis=3)

这将提供一个(3 x 4 x 5 x 2)的数组，我认为它是按照你所需要的方式布局的。

在这里，None与np.newaxis是同义词：Numpy: Should I use newaxis or None?

编辑 如@Joe Kington所建议的那样，可以通过使用省略号来简化代码:

c = concatenate((a[...,None],b[...,None]), axis=3)

- NPE

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只比我慢了几秒钟...该死 :-) 我会把它归咎于打出了np.newaxis，而不是None。+1分给你 - JoshAdel

@JoshAdel：哈哈，但你省去了打那些烦人的冒号的时间！ :-) - NPE

Answer 4

上面的被接受的答案非常好。但是我会补充一下，因为我是一个数学迷，这是一个很好的利用 a.shape 等于 a.T.shape[::-1] 的事实的方法...即，对一个 numpy 数组进行转置可以颠倒其索引的顺序。所以，如果你有一个名为 blocks 的数组存储了你的基本模块，则上面的解决方案如下：

new = np.concatenate([block[..., np.newaxis] for block in blocks],
                     axis=len(blocks[0].shape))

但你也可以这样做。

new2 = np.array([block.T for block in blocks]).T

我认为这种写法更加清晰易懂。值得注意的是，已经被接受的答案运行速度更快：

%%timeit
new = np.concatenate([block[..., np.newaxis] for block in blocks],
                     axis=len(blocks[0].shape))
1000 loops, best of 3: 321 µs per loop

当

%%timeit
new2 = np.array([block.T for block in blocks]).T
1000 loops, best of 3: 407 µs per loop

- 8one6

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那是一个可爱、创意十足的解决方案。 - Marijn van Vliet

这正是我所需要的，而且它对于任何numpy数组的总维数都是不可知的。谢谢！ - rayryeng

Answer 5

这对我有效：

 c = numpy.array([a,b])

虽然如果按照你的方式工作会很好，但这样也可以。

- Sideshow Bob

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我尝试过了，但结果是一个(2 x 3 x 4 x 5)的数组。接近了，但还不太对。 - Marijn van Vliet

Answer 6

这不一定是最优雅的，但我已经使用了各种变化

c = rollaxis(array([a,b]), 0, 4)

过去。

- DSM