数组索引过多

Question

我正在尝试根据对象提供给我的数据创建 3D 图像 mat1。但我收到最后一行的错误：mat1[x,y,z] = mat[x,y,z] + (R**2/U**2)**pf1[l,m,beta]:

IndexError: too many indices for array

这可能是什么问题？

以下是我的代码：

mat1 = np.zeros((1024,1024,360),dtype=np.int32)

k = 498
gamma = 0.00774267
R = 0.37
g = np.zeros(1024)
g[0:512] = np.linspace(0,1,512)
g[513:] = np.linspace(1,0,511)
pf = np.zeros((1024,1024,360))
pf1 = np.zeros((1024,1024,360))

for b in range(0,1023) :
  for beta in range(0,359) :
    for a in range(0,1023) :
      pf[a,b,beta] = (R/(((R**2)+(a**2)+(b**2))**0.5))*mat[a,b,beta]
    pf1[:,b,beta] = np.convolve(pf[:,b,beta],g,'same')

for x in range(0,1023) :
  for y in range(0,1023) :
    for z in range(0,359) :
        for beta in range(0,359) :
         a = R*((-x*0.005)*(sin(beta)) + (y*0.005)*(cos(beta)))/(R+    (x*0.005)*(cos(beta))+(y*0.005)*(sin(beta)))
          b = z*R/(R+(x*0.005)*(cos(beta))+(y*0.005)*(sin(beta)))
          U = R+(x*0.005)*(cos(beta))+(y*0.005)*(sin(beta))
          l = math.trunc(a)
          m = math.trunc(b)
          if (0<=l<1024 and 0<=m<1024) : 
              mat1[x,y,z] = mat[x,y,z] + (R**2/U**2)**pf1[l,m,beta]

Answer 1

你执行convolution的那一行：

pf1 = np.convolve(pf[:,b,beta],g)

生成一个 1 维数组，而不是像您在最后一行中调用的 3 维数组：pf1[l,m,beta]

要解决这个问题，您可以使用：

pf1[:,b,beta] = np.convolve(pf[:,b,beta],g,'same')

你还需要预定义pf1：

pf1 = np.zeros((1024,1024,360))

请注意，f*g (np.convole(f,g)) 的卷积通常返回 |f|+|g|-1 的长度。但是，如果您将 np.convolve 与参数 'same' 一起使用，它会返回一个最大长度为 f 或 g 的数组（即 max(|f|,|g|)）。

编辑： 此外，您必须确保矩阵的维度和您使用的索引是正确的，例如：

您定义了mat1 = np.zeros((100,100,100),dtype=np.int32)，因此是一个 100x100x100 矩阵，但在最后一行中您定义了mat1[x,y,z]，其中变量 x、y 和 z 显然超出了这些维度。在这种情况下，它们会到达mat 矩阵的范围。可能您还必须将mat1 的尺寸更改为：

mat1 = np.zeros((1024,1024,360),dtype=np.int32)

还要确保您计算的最后一个变量索引（l 和 m）在 pf1 的维度内。

编辑 2：range(a,b) 函数返回一个从 a 到 b 的数组，但不包括 b。因此，例如，您应该写 range(0,1024)（或更短：range(1024)），而不是 range(0,1023)。

编辑 3：要检查 l 或 m 是否超出尺寸，您可以在它们超出时立即添加错误：

      l = math.trunc(a)
      if l>=1024:
          print 'l exceeded bounds: ',l
      m = math.trunc(b)
      if m>=1024:
          print 'm exceeded bounds: ',m

编辑 4：请注意您的代码，尤其是您的最后一个 for 将需要很长时间！您最后一次嵌套的结果为 1024*1024*360*360=135895449600 次迭代。我做了一个小的时间估计（计算你的 for 循环中代码的运行时间）你的代码可能需要大约 5 天才能运行。

你可以做一个简单的优化，而不是多次计算 sin 和 cos，而是创建一个存储值的变量：

sinbeta = sin(beta)
cosbeta = cos(beta)

但可能仍需要几天时间。您可能想检查如何优化计算或使用 C 程序进行计算。