Matlab：矩阵邻域提取

Question

我有大量的图像，我将它们分解成多个片段，它们的矩阵看起来像：

img = [ 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3  
        1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3  
        1 1 1 4 4 4 2 2 2 3 3 3  
        5 5 5 5 5 5 5 2 2 3 3 3 ];

其中每个数字代表一个不同的区域，每个区域的形状是任意的。所以在这种情况下，区域 1 有邻居 2、4 和 5，区域 2 有邻居 1、3 和 4，依此类推。

我已将所有区域提取到单独的单元格中，并获得了统计数据（均值、方差等），我计划使用这些统计数据将区域与一定容差内的统计数据合并。我正在努力寻找一种有效的方法来获取每个区域的邻居以允许合并发生。

我有一个糟糕的解决方案，即使是一张图片也需要很长时间：

referenceImage = [ 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3;
                    1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3;
                    1 1 1 4 4 4 2 2 2 3 3 3;
                    5 5 5 5 5 5 5 2 2 3 3 3];

% Wish to extract each region into a separate cell
lastSP = 5;
sps = 1:lastSP;
% Could be a way to vectorise the below loop but it escapes me
superPixels(lastSP) = struct('Indices', 0, 'Neighbours', 0);
% Split data into separate cells
parfor a = 1 : lastSP
    inds = find(referenceImage == sps(a));
    superPixels(a).Indices = inds;
end

szs = size(referenceImage); % Sizes of RGB Image
for a = 1 : lastSP + 1
    mask = zeros(szs(1), szs(2)); % Just bin mask wanted
    mask(superPixels(a).Indices) = 1; % Mark the region pixels as one
    mask = xor(bwmorph(mask, 'thicken'), mask); % Obtain the outlying regions

    inds = find(mask ==1); % Fetch the external region indices

    neighbours = []; % Have to dynamically grow neighbours matrix
    neigh = 1;  

    for b = 1 : length(inds)
        found = false;
        if ~isempty(neighbours) % Check neighbours first
            for c = 1 : length(neighbours)
                if any(superPixels(neighbours(c)).Indices == inds(b))
                    found = true;
                    break;
                end
            end
        end

        if ~found
           for c = 1 : lastSP + 1 % Check every other region
               if any(superPixels(c).Indices == inds(b))
                    neighbours(neigh) = c;
                    neigh = neigh + 1;
                    break;
                end
           end
        end            
    end  
    superPixels(a).Neighbours = neighbours;
end

我想知道这是否真的是解决这个问题的最佳方法。我知道最后一个循环是主要问题，但我想不出另一种方法来合理地写这个，除非我递归并检查已知邻居的邻居。

我们将不胜感激任何朝着正确方向的帮助或推动；谢谢！

Answer 1

一个简单（但可能不是最有效）的解决方案是扩大每个区域掩码以选择邻居：

labels = unique(img);
nLabels = length(labels);
neighbors = cell(nLabels,1);

for iLabel = 1:nLabels
   msk = img == labels(iLabel);
   adjacentPixelMask = imdilate(msk,true(3)) & ~msk;
   neighbors{iLabel} = unique(img(adjacentPixelMask));
end

neighbors{1}
ans =
     2
     4
     5