“im2ol”和“col2im”的有效实现

Question

在处理图像时，MATLAB的im2col和col2im是实现图像矢量化的重要功能。

然而，他们需要MATLAB的图像处理工具箱。

我的问题是，是否有一种高效(Vectorzied)方法来实现使用MATLAB的函数(没有工具箱)？

我需要sliding和distinct模式。

我不需要填充物。

谢谢。

Answer 1

我只能希望Mathworks的人不要因为这个问题起诉你、我或Stackoverflow，而是试图创建他们的IP工具箱函数的矢量化实现，因为他们已经对这个工具箱进行了定价。但是无论如何，忘记这些问题，这里是实现。

用im2col 'sliding' 选项替换

直到我坐下来编写关于堆栈溢出的另一个问题的解决，我才能将它矢量化。因此，我强烈鼓励也研究这一问题。

function out = im2col_sliding(A,blocksize)

nrows = blocksize(1);
ncols = blocksize(2);

%// Get sizes for later usages
[m,n] = size(A);

%// Start indices for each block
start_ind = reshape(bsxfun(@plus,[1:m-nrows+1]',[0:n-ncols]*m),[],1); %//'

%// Row indices
lin_row = permute(bsxfun(@plus,start_ind,[0:nrows-1])',[1 3 2]);  %//'

%// Get linear indices based on row and col indices and get desired output
out = A(reshape(bsxfun(@plus,lin_row,[0:ncols-1]*m),nrows*ncols,[]));

return;

用im2col 'distinct' 选项替换

function out = im2col_distinct(A,blocksize)

nrows = blocksize(1);
ncols = blocksize(2);
nele = nrows*ncols;

row_ext = mod(size(A,1),nrows);
col_ext = mod(size(A,2),ncols);

padrowlen = (row_ext~=0)*(nrows - row_ext);
padcollen = (col_ext~=0)*(ncols - col_ext);

A1 = zeros(size(A,1)+padrowlen,size(A,2)+padcollen);
A1(1:size(A,1),1:size(A,2)) = A;

t1 = reshape(A1,nrows,size(A1,1)/nrows,[]);
t2 = reshape(permute(t1,[1 3 2]),size(t1,1)*size(t1,3),[]);
t3 =  permute(reshape(t2,nele,size(t2,1)/nele,[]),[1 3 2]);
out = reshape(t3,nele,[]);

return;

一些快速测试表明，在运行时性能方面，这两种实现--特别是用于小到适当大小的输入数据的sliding实现和所有数据的distinct实现--在运行时性能方面都远远优于内置的MATLAB函数实现。

如何使用

With in-built MATLAB function - 
B = im2col(A,[nrows ncols],'sliding')

With our custom function - 
B = im2col_sliding(A,[nrows ncols])

%// ------------------------------------

With in-built MATLAB function - 
B = im2col(A,[nrows ncols],'distinct')

With our custom function - 
B = im2col_distinct(A,[nrows ncols])

Answer 2

您可以在查看GNU 图像包时作弊。有im2col和col2im作为脚本语言实现：

• im2col
• col2im

据我所见，它在不同的注释样式(#而不是%)和不同的字符串样式(“而不是')中差别最大。如果您更改了它并删除底部的断言测试，它可能已经可以运行。如果没有，请与调试器一起检查它。

此外，要注意许可证(GPLv3)。这是免费的，但你的变化也必须是免费的！