我想将NumPy数组转换为单位向量。更具体地说，我正在寻找这个归一化函数的等效版本:
def normalize(v):
norm = np.linalg.norm(v)
if norm == 0:
return v
return v / norm
这个函数处理向量v的范数为0的情况。
在sklearn或numpy中是否提供了类似的函数?
当前回答
不使用sklearn，只使用numpy。 只需定义一个函数:。
假设行是变量，列是样本(轴= 1):
import numpy as np
# Example array
X = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
def stdmtx(X):
means = X.mean(axis =1)
stds = X.std(axis= 1, ddof=1)
X= X - means[:, np.newaxis]
X= X / stds[:, np.newaxis]
return np.nan_to_num(X)
输出:
X
array([[1, 2, 3],
[4, 5, 6]])
stdmtx(X)
array([[-1., 0., 1.],
[-1., 0., 1.]])
其他回答
在Christoph Gohlke编写的流行转换模块中，还有函数unit_vector()用于规范化向量:
import transformations as trafo
import numpy as np
data = np.array([[1.0, 1.0, 0.0],
[1.0, 1.0, 1.0],
[1.0, 2.0, 3.0]])
print(trafo.unit_vector(data, axis=1))
如果你在使用scikit-learn，你可以使用sklearn.预处理。normalize:
import numpy as np
from sklearn.preprocessing import normalize
x = np.random.rand(1000)*10
norm1 = x / np.linalg.norm(x)
norm2 = normalize(x[:,np.newaxis], axis=0).ravel()
print np.all(norm1 == norm2)
# True
如果你有多维数据，并希望每个轴都归一化到最大值或总和:
def normalize(_d, to_sum=True, copy=True):
# d is a (n x dimension) np array
d = _d if not copy else np.copy(_d)
d -= np.min(d, axis=0)
d /= (np.sum(d, axis=0) if to_sum else np.ptp(d, axis=0))
return d
使用numpys的峰对峰函数。
a = np.random.random((5, 3))
b = normalize(a, copy=False)
b.sum(axis=0) # array([1., 1., 1.]), the rows sum to 1
c = normalize(a, to_sum=False, copy=False)
c.max(axis=0) # array([1., 1., 1.]), the max of each row is 1
我同意，如果这样的函数是包含的库的一部分，那就太好了。但据我所知，不是这样的。这是一个任意轴都能给出最佳性能的版本。
import numpy as np
def normalized(a, axis=-1, order=2):
l2 = np.atleast_1d(np.linalg.norm(a, order, axis))
l2[l2==0] = 1
return a / np.expand_dims(l2, axis)
A = np.random.randn(3,3,3)
print(normalized(A,0))
print(normalized(A,1))
print(normalized(A,2))
print(normalized(np.arange(3)[:,None]))
print(normalized(np.arange(3)))
这可能对你也有用
import numpy as np
normalized_v = v / np.sqrt(np.sum(v**2))
但当v的长度为0时失效。
在这种情况下，引入一个小常数来防止零除法可以解决这个问题。
正如评论中所建议的，人们也可以使用
v/np.linalg.norm(v)
