Оптимальный способ найти максимальное значение и индексы для всех индексов в ячейке матриц

Question

У меня есть 100 изображений размером 512 на 512, сохраненных в массиве ячеек.

Я хочу найти максимальное значение и индексы для каждого местоположения пикселя, выполнив поиск по всем изображениям.

Вот примерное представление:

Мой код:

imgs = cell(1,5);
imgs{1} = [2,3,2;3,2,2;3,1,1];
imgs{2} = [2,3,1;4,2,3;2,2,1];
imgs{3} = [3,2,1;5,3,5;3,2,3];
imgs{4} = [4,4,2;5,3,4;4,2,2];
imgs{5} = [4,5,2;4,2,5;3,3,1];

[nrows, ncols] = size(imgs{1});
maxVal_Mat = zeros(nrows,ncols);
maxIdx_Mat = zeros(nrows,ncols);
for nrow = 1:nrows
    for ncol = 1:ncols
        [maxVal_Mat(nrow, ncol), maxIdx_Mat(nrow, ncol)] = max(cellfun(@(x) x(nrow, ncol) , imgs));
    end
end

maxVal_Mat =

     4     5     2
     5     3     5
     4     3     3

maxIdx_Mat =

     4     5     1
     3     3     3
     4     5     3

Любые идеи о том, как оптимизировать этот код для экономии времени выполнения и памяти.

Примечание. Это примерная демонстрация проблемы, исходная ячейка и матрицы довольно большие.

Спасибо,

Гопи

Answer 1

Я предлагаю другое решение, которое, вероятно, будет:

• Увеличение времени выполнения
• Потребление меньше памяти

Это вариант, если ваши изображениябольшой и из-за ограничения памяти вы не можете объединить все изображения.

Вместо загрузки всех изображений в одну трехмерную матрицу я сравниваю изображения по парам.

Если я возьму ваш пример:

imgs = cell(1,5);
imgs{1} = [2,3,2;3,2,2;3,1,1];
imgs{2} = [2,3,1;4,2,3;2,2,1];
imgs{3} = [3,2,1;5,3,5;3,2,3];
imgs{4} = [4,4,2;5,3,4;4,2,2];
imgs{5} = [4,5,2;4,2,5;3,3,1];

% Only for the first image
Mmax = imgs{1};
Mind = ones(size(imgs{1}));

for ii = 2:numel(imgs)
    % 2 by 2 comparison
    [Mmax,ind] = max(cat(3,Mmax,imgs{ii}),[],3);
    Mind(ind == 2) = ii;
end

Результаты:

Mmax =

   4   5   2
   5   3   5
   4   3   3

Mind =

   4   5   1
   3   3   3
   4   5   3

В конкретных терминах тот же код будет выглядеть так:

% your list of images
file = {'a.img','b.img','c.img'}

I = imread(file{1}); 
Mmax = I;
Mind = ones(size(I));

for ii = 2:numel(file)
    I = imread(file{ii})
    [Mmax,ind] = max(cat(3,Mmax,I),[],3);
    Mind(ind == 2) = ii;
end

Answer 2

Поскольку все ваши изображения имеют одинаковый размер, имеет смысл хранить их в трехмерной матрице, а не в массиве ячеек, что также значительно упрощает выполнение таких операций над ними.Вы можете преобразовать imgs из массива ячеек в трехмерную матрицу и найти максимумы и индексы следующим образом:

imgs = cat(3, imgs{:});  % Concatenate into a 3D matrix
[maxValue, index] = max(imgs, [], 3)  % Find max across third dimension

maxValue =

     4     5     2
     5     3     5
     4     3     3

index =

     4     5     1
     3     3     3
     4     5     3

В этом посте обсуждается использование массивов ячеек по сравнению с многомерными массивами .В общем случае многомерный массив даст вам лучшую производительность для многих операций, но требует непрерывного пространства памяти для хранения (что может привести к тому, что вы достигнете пределов памяти быстрее для увеличения размера массива).Массивы ячеек не требуют непрерывного пространства памяти и, следовательно, могут быть более эффективными, но усложняют определенные операции.