Matlab - 移动窗口，避免嵌套循环答案

【问题标题】：Matlab - moving window, avoiding nested loopsMatlab - 移动窗口，避免嵌套循环
【发布时间】：2011-03-10 16:24:50
【问题描述】：

我正在尝试编写一个没有嵌套循环的“加权移动窗口”以提高速度。我已经尝试过使用arrayfun，但没有得到令人兴奋的结果，但也许我做错了。

窗口在每个位置都有不同的权重（存储在 B 中），应叠加在矩阵 A 上，返回矩阵 A 位于窗口内的值乘以该位置的窗口权重（从乙）。此外，窗口可以相互重叠，在这种情况下，应保持最大值。最后窗口的尺寸和位移应该是函数的参数。

看起来比实际更难，所以我向你展示我想要改进的代码：

A = reshape([1:35],7,5)';   % values matrix
B = [1:3;4:6];              % window s weight matrix

% matrices size
[m n] = size(A);
[a b] = size(B);

% window s parameters
shift = 2;                  % window s movement at each iteration
zone = 3;                   % window s size (zone x zone)

% preallocation
C = ones(m,n);              % to store the right weight to be applied in each position

% loop through positions and find the best weight when they overlap
for i=1:m
    for j=1:n
       C(i,j) = max(max(B( max(round((i-zone)/shift)+1,1) : min(ceil(i/shift),a) , max(round((j-zone)/shift)+1,1) : min(ceil(j/shift),b))));
    end
end

% find the output of the windows
result = C.*A;

我希望我说清楚了，但是如果您需要更多详细信息，请询问。提前感谢您的帮助！

【问题讨论】：

什么是zone 和shift？除非定义了这两个参数，否则您发布的代码将不会运行。
对不起，我忘记复制和粘贴这些行了。它们是分别定义窗口尺寸（区域 x 区域）和窗口移动（即：每次迭代中窗口的移动）的参数。我已经更改了代码，现在它应该可以工作了。

标签： matlab for-loop

【解决方案1】：

如果您有权访问图像处理工具箱，您会想要查看perform sliding neighborhood operations 的方法。特别是我觉得NLFILTER这个函数可以达到你想要的效果：

A = reshape([1:35],7,5)';  %'# Matrix to be filtered
B = [1:3;4:6];              %# Window weights
result = nlfilter(A,[2 3],@(M) max(M(:).*B(:)));

【讨论】：

感谢您的快速答复。对于 shift=1，滑动邻域操作会很好，但在我看来，没有办法选择自定义班次。

【解决方案2】：

我会使用im2col. 假设您的图像是 j x k，并且您的窗口是 m x n，您将得到一个 mn x (j-m+1)*(k-n+1) 的矩阵。然后，你可以只取其他每一列。

示例代码：

%A = your_image
B = im2col(A, [m n],'sliding');
C = B(:,1:2:end);

还有带有“shift 2”的滑动窗口。

【讨论】：

这是一个有趣的解决方案，但不能解决部分问题。如果我有一个 zone=3 和 shift=2 的移动窗口（更一般地说，对于每个 shift 小于 zone 的窗口都是如此），一个窗口和下一个窗口将部分叠加（即：包含部分相同值）。这不能用 C = B(:,1:2:end) 来完成。但仍然是处理矩阵的一种有趣方式，谢谢！

【解决方案3】：

试试filter。

例如，对超过 5 个元素进行窗口平均：

outdata = filter([ 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 ], 1, indata);

【讨论】：