从“沿第三维的向量矩阵”中的每个元素中减去一个向量答案

【问题标题】：Subtracting a vector from each element in a "matrix of vectors along 3rd dimension"从“沿第三维的向量矩阵”中的每个元素中减去一个向量
【发布时间】：2016-04-28 20:13:44
【问题描述】：

作为一个类比，考虑图像中像素的颜色。假设我们有一个 3D 数组，表示沿维度 3 堆叠的矩阵中图像的红色、绿色和蓝色通道。从整个图像中“减去颜色”（由长度为 3 的向量表示）的最简单方法是什么，在从红色通道中减去颜色的红色分量、从绿色通道中减去绿色分量、从蓝色通道中减去蓝色分量的感觉？

给定图像 A 和颜色 v，我们可以这样做：

for(i : 1:3){
    A[,,i] <- A[,,i] - v[i]
}

或

A - array(rep(v,each=length(A[,,1])),dim(A))

最好的方法是什么？如果有像row 和col 这样的函数，但对于第三维（比如level），那么我可以简单地做

A - v[level(A)]

有这样的功能吗？

【问题讨论】：

见?slice.index; A - v[slice.index(A, 3)]
@alexis_laz 完美。你能把它变成答案吗？

标签： r

【解决方案1】：

dim() > 2 的等价物或 row/col 是 ?slice.index：

#with lmo's example
temp - (1:3)[slice.index(temp, 3)]

与row/col 一样，它创建一个等于“dim”的整数数组作为输入，这比for 循环的内存效率更低。

还有一个记录基准：

f1 = function(x, v)
{
    for(k in seq_len(dim(x)[3])) x[, , k] = x[, , k] - v[[k]]
    return(x)
}

f2 = function(x, v) sweep(x, 3, v)

f3 = function(x, v) x - v[slice.index(x, 3)]

set.seed(911); ARR = array(runif(11), c(300, 300, 300)); V = sample(300)

system.time({ ans1 = f1(ARR, V) })
#   user  system elapsed 
#   0.91    0.19    1.09 
system.time({ ans2 = f2(ARR, V) })
#   user  system elapsed 
#   1.20    0.06    1.26 
system.time({ ans3 = f3(ARR, V) })
#   user  system elapsed 
#   0.47    0.14    0.61 

identical(ans1, ans2)
#[1] TRUE
identical(ans2, ans3)
#[1] TRUE

【讨论】：

【解决方案2】：

看看sweep。它会做你想做的事以及更多：

temp <- array(rep(c(1:3), each=25), dim=c(5, 5, 3))
# subtract 1 from matrix [,,1], 2 from matrix [,,2], 3 from matrix [,,3]
sweep(temp, 3, 1:3)

【讨论】：