Извлечение массива чисел из массива словарей

Если вы говорите о цикле явный for в коде, вы можете flatten свой массив и выполнить работу, используя один цикл for, за которым следует изменение формы вашего окончательного массива.

numbers = np.array([i['x_id'] for i in a.flatten()]).reshape(a.shape)
# array([[0, 1],
#        [2, 3]])

Альтернативным решением будет использование itemgetter в сглаженном массиве как

import operator
numbers = np.array(list(map(operator.itemgetter('x_id'), a.flatten()))).reshape(a.shape)

Представление: оба метода занимают одинаковое время.

%timeit np.array([i['x_id'] for i in a.flatten()]).reshape(a.shape)
# 4.16 µs ± 676 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

%timeit np.array(list(map(operator.itemgetter('x_id'), a.flatten()))).reshape(a.shape)
# 4.9 µs ± 1.26 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)