How to calculate the cross-correlation between two 2D numpy arrays along a given axis

Currently the SciPy’s scipy.signal.correlate function supports computing the cross-correlation between two 1D arrays. However, there is no direct support for axis-wise cross-correlation between two 2D arrays of the same shape. For example, computing the cross-correlation between each row (or column) pair across two 2D arrays currently requires implementing a Python for loop. This limitation becomes frustrating when dealing with large datasets, as loops are computationally inefficient, and workarounds can be non-intuitive for many users.

Is there a way to add a parameter to scipy.signal.correlate (e.g., axis) that allows computation of axis-wise cross-correlation between two 2D arrays as shown in the example below

import numpy as np
from scipy.signal import correlate

# Two 2D arrays of the same shape
A = np.random.rand(1000, 100)
B = np.random.rand(1000, 100)

# Compute axis-wise cross-correlation along rows
result = correlate(A, B, axis=1, mode='full')

To enable cross-correlation for 2D numpy arrays along a specified axis, we can utilize the scipy.signal.correlate function in a more efficient way than using a Python for loop. Instead of processing each row or column individually, we can transform the 2D arrays to compute the cross-correlation using the appropriate axis while leveraging numpy’s array operations.

Here’s a solution that accomplishes this:

import numpy as np
from scipy.signal import correlate

def axiswise_cross_correlation(A, B, axis=0, mode='full'):
    # Ensure A and B have the same shape
    if A.shape != B.shape:
        raise ValueError("Input arrays must have the same shape.")
    
    # Swap axes if axis is not 0, using numpy's swapaxes
    transformed_A = np.swapaxes(A, axis, 0)  # Bring the desired axis to the first
    transformed_B = np.swapaxes(B, axis, 0)  # Similarly for B
    
    # Compute the cross-correlation for each row (now the first axis after swap)
    result = correlate(transformed_A, transformed_B, mode=mode)
    
    # Swap back the axes to the original arrangement
    result = np.swapaxes(result, 0, axis)
    
    return result

# Example usage
A = np.random.rand(1000, 100)
B = np.random.rand(1000, 100)

# Compute axis-wise cross-correlation along rows (axis 1)
result = axiswise_cross_correlation(A, B, axis=1, mode='full')

# The shape of result will depend on the mode and the original arrays' shape
print(result.shape)

Explanation:

  1. Axis Handling: The function allows you to specify which axis to cross-correlate over. It swaps the specified axis with the first axis because scipy.signal.correlate operates along the first axis of the input arrays.

  2. Correlation Calculation: We apply correlate after transforming the arrays. The input arrays keep their relationship by maintaining their respective structures.

  3. Restore Original Shape: After calculating the correlation, we swap the axes back to their original positions.

Important Notes:

  • This method leverages NumPy’s capabilities to handle operations in a vectorized manner, which makes it efficient.
  • Ensure that the input arrays A and B are of the same shape.
  • This approach provides flexibility as you can choose to correlate along either rows (axis=1) or columns (axis=0).

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật