如何使用两个边界数组有效地创建非线性蒙版

Question

我可以基于包含掩模上下边界的两个数组制作一个非线性掩模。介于两者之间的所有值都必须设置为1。我现在执行此操作的方法似乎要花费大量时间，并且正在成为瓶颈。我想知道是否有一种方法可以更节省时间。

首先，我正在考虑使用parfors解决该问题以提高速度。但是，由于这是我代码中的内部循环之一，因此它们似乎效率很低，因为考虑到计划开销，在外部循环上使用parfor更为可行。因此并行技术不是一种选择。

请参见此处创建蒙版：

mask = zeros(size(im));
n = length(bufLow);

for i=1:1:n                 
   mask(bufLow(i):bufHigh(i),i) = 1;
end    

im 是一定大小的矩阵，而 bufLow 和 bufHigh 是大小等于 im水平大小的数组描述 im 每列的上下边界。在这些值之间，所有内容都需要设置为1。

所以目标是要有一些办法尽可能减少此循环的执行时间。我想知道是否有人能启发我。

最好

Matthijs

Answer 1

我承认，您的问题允许进行一些解释和猜测，但是从您提供的代码中，我有一个想法，您想要实现的目标：对于{{1}中的第i列}，您希望将起始索引（即mask）和结束索引（bufLow(i)）之间的所有像素都设置为1。对吗？

因此，我对循环进行“向量化”的想法是将bufHigh(i)中的“每列”下标（或数组）索引转换为“ image” linear indices，然后找到所有线性索引在开始索引和结束索引之间。后者是一个（常见）问题，已经有几个重要的答案，例如this one from Divakar。

我将他的答案纳入了我的解决方案中。请查看以下代码：

bufxxx

生成的蒙版是相同的，看起来像这样：

要查看性能，我使用两种方法设置了单独的计时脚本，将维度dim = 25; bufLow = int32(10 * rand(1, dim) + 1); bufHigh = int32(10 * rand(1, dim) + 15); % Reference implementation from question mask = zeros(dim); n = length(bufLow); for i=1:1:n mask(bufLow(i):bufHigh(i), i) = 1; end % Show mask figure(1); imshow(mask); % Implementation using Divakar's approach % Translate subscript indices to linear indices bufLow = bufLow + (dim .* (0:dim-1)); bufHigh = bufHigh + (dim .* (0:dim-1)); % Divakar's approach for finding all indices between two boundaries lens = bufHigh - bufLow + 1; shift_idx = cumsum(lens(1:end-1)) + 1; id_arr = ones(1, sum(lens)); id_arr([1 shift_idx]) = [bufLow(1) bufLow(2:end) - bufHigh(1:end-1)]; out = cumsum(id_arr); % Generating mask mask2 = zeros(dim); mask2(out) = 1; % Show mask figure(2); imshow(mask2); 从25增加到2500，以25为步长。结果如下：

希望有帮助！