转置矩阵/无法理解 bsxfun 的工作原理

Question

这可能是一个奇怪的问题，因为许多人会想知道为什么在拥有 .' 运算符的情况下使用像 bsxfun 这样复杂的函数进行转置。

但是，移调对我来说不是问题。我提出自己的问题并尝试使用特定函数来解决，以便我了解该函数的实际工作原理。我尝试使用 bsxfun 解决一些示例，并成功获得了预期的结果。但是我的想法，我已经理解这个函数是如何工作的，当我尝试这个例子时改变了。

我拍摄的示例图像是方形 2D 图像，因此我不会尝试访问不可用的索引。

这是我的代码：

im = imread('cameraman.tif');
imshow(im);
[rows,cols] = size(im);

imout = bsxfun(@(r,c) im(c,r),(1:rows).',1:cols);

我得到的错误：

Error using bsxfun
Invalid output dimensions.

Error in test (line 9)
imout = bsxfun(@(r,c) im(c,r),(1:rows).',1:cols);

PS: 我尝试在 im( , ) 中交换 r 和 c（像这样：bsxfun(@(r,c) im(r,c),(1:rows).',1:cols) ) 没有造成任何错误，我得到了与输入完全相同的图像。

我也尝试过使用循环和使用 .' 运算符的简单转置，效果很好。

这是我的循环代码：

imout(size(im)) = 0;

for i = 1:rows
    for j = 1:cols
        imout(i,j) = im(j,i);
    end
end

我期待的答案是，我的代码有什么问题，错误意味着什么以及如何修改代码以使其工作。

Answer 1

你可以像这样使用anonymous function with bsxfun -

%// Create the tranposed indices with BSXFUN
idx = bsxfun(@(r,c) (c-1)*size(im,1)+r,1:rows,(1:cols).') %//'

%// Index into input array with those indices for the final transposed output
imout = im(idx)

Answer 2

这里的问题是您的函数 return 输出的形状与给定的输入的形状不同。尽管 bsxfun 的要求是该函数按元素运行，但不使用标量元素调用它。所以，你需要这样做：

x = randi(5, 4, 5)
[m, n] = size(x);
bsxfun(@(r, c) transpose(x(c, r)), (1:n)', 1:m)

Answer 3

我想知道 bsxfun 是如何工作的，所以我创建了一个这样的函数：

bsxfun 测试函数：

function out = bsxfuntest(r,c)
    disp([size(r) , size(c)]);
    out = r + c;  // just normal addition so that it works fine.
end

我的脚本：

im = magic(5);

[rows,cols] = size(im);

bsxfun(@bsxfuntest ,(1:rows).',1:cols);

输出：（不是函数的输出值。这些是使用 disp 在 bsxfuntest.m 函数中打印的值）

 5     1     1     1

 5     1     1     1

 5     1     1     1

 5     1     1     1

 5     1     1     1

结论：

bsxfun passes each column into the function instead of each element.

If either one of the input is a scalar, then the function is called only one time i.e the matrix whether it is 2D or 3D or nD, is passed in one go.

试试这个：

bsxfun(@bsxfuntest , repmat(5,[5 5 5]) ,1);

Also if both the inputs are of same dimensions, then also the function is called only one time.

试试这个：

bsxfun(@bsxfuntest , repmat(5,[5 5 2]) , repmat(2,[5 5 2]))

If none of them is a scalar, and both the inputs are of different dimensions, then The inputs are passed as column vectors.

试试这个：

bsxfun(@bsxfuntest , repmat(5,[5 5 1]) ,permute(1:3,[1 3 2]));

和这个：

bsxfun(@bsxfuntest , repmat(5,[5 5 2]) ,permute(1:2,[1 3 2]));

问题来了

>> im

im =

17    24     1     8    15
23     5     7    14    16
 4     6    13    20    22
10    12    19    21     3
11    18    25     2     9

取题中代码：

imout = bsxfun(@(r,c) im(c,r),(1:rows).',1:cols);

当我尝试 im(c,r) 即 im(1,(1:5).')

>> im(1,(1:5).')

ans =

17    24     1     8    15

此处，bsxfun 需要一个 列向量 ，而输出是一个 行向量 。我想这就是 MatLab 产生错误

的原因

Invalid output dimensions.

这也是为什么当我像这样 bsxfun(@(r,c) im(r,c),(1:rows).',1:cols) 替换上面代码中的 r 和 c 时没有出现任何错误的原因。因为在这里，输出本身就是一个列向量。

所以我尝试转置结果以获得这样的列向量：

>> imout = bsxfun(@(r,c) (im(c,r)).',(1:rows).',1:cols)

imout =

17    23     4    10    11
24     5     6    12    18
 1     7    13    19    25
 8    14    20    21     2
15    16    22     3     9

代码与完全相同，并且给出了预期的结果。

转置矩阵/无法理解 bsxfun 的工作原理

Transposing matrix / Trouble understanding how bsxfun works

matlab

transpose

image

matrix

bsxfun