矩陣中的補丁在MATLAB中的循環移位

如何在矩陣的補丁的每個索引中循環元素，而不明確迭代每個補丁？矩陣中的補丁在MATLAB中的循環移位

Example

我能想到的來執行這個循環迭代的方法是用MATLAB的circshift功能。我可以迭代矩陣中的每個MxN補丁，並對該補丁的元素執行循環移位。（注意：circshift需要一個數組並將第一個（或第k個）索引移動到後面，向前移動所有內容以騰出空間。使用矩陣，只需對它進行矢量化，移動它並重新塑形， MATLAB的列主要線性索引的優勢）

如果我要遍歷更大（j * M xk * N的整數j，k）矩陣的每個MxN窗口，那將會很棒。但是，我希望能夠避免循環，並利用MATLAB的向量化代碼來一舉完成此操作。

通過一個例子來一次完整的迭代（在某些矩陣B 2x2的補丁）將是：

B =   --> B =   --> B =   --> B = 
[ 5 6 7 8 ] --> [ 5 6 7 8 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 6 5 8 7 ] 
[ 5 6 7 8 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 5 6 7 8 ] 
[ 5 6 7 8 ] --> [ 5 6 7 8 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 6 5 8 7 ] 
[ 5 6 7 8 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 6 5 8 7 ] --> [ 5 6 7 8 ]

任何想法如何做，而無需通過每個補丁明確地迭代這一轉變的工作？我覺得線性索引是這裏的關鍵，但我不知道爲什麼。只要每個補丁元素都在每個補丁索引中結束，我也不關心循環順序。

在此先感謝！

編輯：這裏是一個複製和粘貼能夠玩具實現使用for循環來演示我在找什麼。唯一的for循環應該被包含在答案是k - 迭代器（控制許多的變化，最終需要如何進行）

A = repmat(1:4, 4, 1); % Input matrix 

% k represents the total number of shifts to be made 
for k = 1:4 

    % Iterate through each patch 
    for i = 1:2:size(A,1) 
     for j = 1:2:size(A,2) 
      tmp = A(i:i+1,j:j+1); % Isolate specific patch 

      % Circularly shift the vectorized patch, reshape it to a matrix 
      % and insert it back into the original matrix 
      A(i:i+1,j:j+1) = reshape(circshift(tmp(:),1), 2, 2); 
     end 
    end 
    display(A) % Display each completely shifted iteration 
end

來源

2015-05-02 marcman

這是一個有趣的問題的對稱反射。你通常可以認爲你所需要的一切都可以完成。但至少我沒有動力考慮如何安排你的投入和產出。請發佈準確的輸入，以便複製和粘貼，並輸出您想要的輸入內容（也可以複製和粘貼）。有很多事情要澄清。例如你喜歡單元陣列作爲輸出嗎？或3D矩陣？ – thewaywewalk

@thewaywewalk我添加了一個複製/粘貼的玩具示例，希望能夠演示我正在尋找的內容。輸出應該是與輸入相同尺寸的矩陣。我想避免單元陣列，除非它們可以輕鬆地轉換回來。我也考慮過使用單元陣列，因爲它們對於將矩陣分割成塊非常有用，但即使如此，它並不能幫助完成這個轉換，據我所知。 – marcman

一個簡單的方法來做到這一點是使用了blockproc功能從圖像處理工具箱。 blockproc劃分的圖像（或一般而言：基質）轉換成規定尺寸的塊和應用一個函數到每個這些塊的：

B = blockproc(A,blockSize,fun);

使用blockproc，我們可以將矩陣A成2 x 2補丁和應用循環轉移到每個補丁。請注意0創建block_struct數據類型並調用fun(block_struct)。要獲取數據，只需使用結構的data字段。這將導致

B = blockproc(A, [2,2], @(x)reshape(circshift(x.data(:),1),2,2));

或者與所提供的示例代碼：

A = repmat(1:4, 4, 1); 
for k=1:4 
    A = blockproc(A, [2,2], @(x)reshape(circshift(x.data(:),1),2,2)); 
    display(A); 
end

它創建所需的輸出

[ 1 2 3 4 ]  [ 2 1 4 3 ]  [ 2 1 4 3 ]  [ 1 2 3 4 ] 
[ 1 2 3 4 ] -> [ 1 2 3 4 ] -> [ 2 1 4 3 ] -> [ 2 1 4 3 ] -> ... 
[ 1 2 3 4 ]  [ 2 1 4 3 ]  [ 2 1 4 3 ]  [ 1 2 3 4 ] 
[ 1 2 3 4 ]  [ 1 2 3 4 ]  [ 2 1 4 3 ]  [ 2 1 4 3 ]

您還可以定義，如何處理情況的矩陣不被劃分爲2 x 2塊，例如如果它有尺寸5 x 7（如評論中所述）。通過將PadPartialBlocks設置爲true，將填充所有部分塊，以形成完整的2 x 2塊。您可以將PadMethod屬性設置爲下列值之一，這取決於你的需要：

x其中x是一個數字，而這一切附加分將被設置爲。
replicate將重複矩陣A
symmetric意志墊A的邊界元素與itsself

來源

2015-05-02 14:59:30 hbaderts

blockproc如何處理邊緣情況？例如，如果輸入矩陣不是jM x kN，而是2x2補丁是5x7？ – marcman

@marcman我也加了一些。如果你定義了需要的行爲，我可能會展示如何做。 – hbaderts

矩陣中的補丁在MATLAB中的循環移位

回答

相關問題