大型矩阵的模式滤波器

Question

我正在尝试通过查找给定窗口大小中最常见的值来过滤一些 4672 x 3001 的值为 0 和 1 的矩阵。 IE。在每个像素周围的窗口中找到模式。一个解决方案是使用

colfilt(A,[3 3],'sliding',@mode)

下面的链接显示了一个解决方案，该解决方案对于 [3 3] 的窗口大小要快得多。

Matlab fast neighborhood operation

但是，当我尝试增加窗口大小（比如 [9 9]）时，这个解决方案变得非常慢。

有没有其他方法可以用更大的窗口大小进行过滤？

非常感谢！

Answer 1

因此，您有一个由 0 和 1 组成的矩阵，并且您想知道在每个滑动块内是否有更多的 0 或更多的 1。让m 和n 表示每个块的行数和列数。

以下使用conv2 执行您想要的操作。它本质上是用内核ones(m,n) 计算二维卷积，它给出了每个块内所有值的总和。将该总和与阈值m*n/2 进行比较，以了解该块中是否有更多的零或一。

由于卷积核ones(m,n)是可分离的，二维卷积可以用列向量ones(m,1)的卷积替换，然后是行向量ones(1,n)的卷积。这导致faster code。

A = randi(2,7,7)-1;                             %// example matrix with zeros and ones
m = 3;                                          %// number of rows in a block 
n = 2;                                          %// number of cols in a block
B = conv2(ones(m,1),ones(1,n),A,'same')>m*n/2;  %// result

如果出现平局，这会产生0 结果。要改为生成1，请将> 更改为>=。

此外，您可能希望将 'same' 更改为 'valid' 以仅考虑完整块。

与colfilt 相比，这提供了显着的速度提升：

>> A = randi(2,4672,3001)-1;
>> m = 3; n = 3;
>> tic, B1 = colfilt(A,[m n],'sliding',@mode); toc
Elapsed time is 13.874891 seconds.
>> tic, B2 = conv2(ones(m,1),ones(1,n),A,'same')>m*n/2; toc
Elapsed time is 0.206820 seconds.
>> all(all(B1==B2))
ans =
     1