在MATLAB中沿一維直方圖

Question

假設我有一個N×M矩陣A 我想計算A每一列的直方圖。 天真的方法是做這樣的事情：

edges = 0:5:100;
counts = zeros(numel(edges) - 1, M);
for i_c = 1:M
  counts(:, i_c) = histcounts(A(:, i_c), edges);
end

有沒有更好（更快）的方法？

編輯：添加一些性能測試

好的，讓我們做一些測試。 第一histcounts +循環，然后使用替代arrayfun和索引向量，然后btmcnellis / randomGuy的溶液與cellfun ，終於obchardon '使用氏溶液histc 。 似乎對於長列， histcount更有效。 但是對於較短但很多的列， histc大獲全勝！

niter = 10;

M = 100;
N = 10000;

A = rand(M, N);
edges = 0:.05:1;


counts1 = zeros(numel(edges) - 1, N);
counts2 = zeros(numel(edges) - 1, N);
counts3 = zeros(numel(edges) - 1, N);
counts4 = zeros(numel(edges), N);

tic;
for i_r = 1:niter
    for i_c = 1:N
        counts1(:, i_c) = histcounts(A(:, i_c), edges);
    end
end
toc

tic;
for i_r = 1:niter
    counts2 = cell2mat(arrayfun(@(ind) histcounts(A(:, ind), edges), 1:size(A, 2), 'UniformOutput', 0)')';
end
toc

tic;
for i_r = 1:niter
    Acell = num2cell(A, 1);
    counts3 = cell2mat(cellfun(@(column) histcounts(column, edges), Acell, 'UniformOutput', 0)')';
end
toc

tic;
for i_r = 1:niter
    counts4 = histc(A, edges, 1);
end
toc

all(counts1(:) == counts2(:))
all(counts1(:) == counts3(:))
counts4 = counts4(1:numel(edges)-1, :); % histc has an extra bin
all(counts1(:) == counts4(:))

實際測試：

niter = 100; 
M = 10000;
N = 100;

經過的時間是2.423785秒。
經過的時間是2.730303秒。
經過的時間是3.774217秒。
經過的時間是2.721766秒。

niter = 10;
M = 100;
N = 10000;

經過的時間是5.438335秒。
經過的時間是7.387587秒。
經過的時間是7.647818秒。
經過的時間是0.276491秒。

Answer 1

您可以使用： histc

x = [0:5:100];
y = histc(A,x, dim); 

其中dim是要計算的維度。

接着

hist(y(:,1),x);
hist(y(:,2),x);
...

Answer 2

將數組A拆分為一個單元格數組，其中每個單元格都是矩陣中的單個列：

Acell = [mat2cell(A',ones(1,M))]';

將使用cellfun的功能cellfun單元格數組Acell每個單元格

counts = cellfun(@(x)histcounts(x,edges),Acell);

counts將是一個單元格數組，每個單元格包含來自A的相應列的歷史記錄。

Answer 3

您可以使用num2cell和cellfun ，盡管我不知道這與幼稚的方法在性能方面的比較。

默認情況下， num2cell接受一個矩陣並將其轉換為一個單元格數組，其中每個單元格都包含矩陣的一個元素，但是傳遞第二個參數允許您沿特定維度進行操作。 因此，對於2x3矩陣A ， num2cell(A, 1)將返回1x3單元格數組，其中每個單元格包含A的2×1列。

cellfun將函數應用於單元格的每個元素。 因此，在這種情況下，您可以像上面那樣從num2cell獲取一個單元格數組C輸出， num2cell應用於A每一列，如下所示：

counts = cellfun(@(column) histcounts(column, edges), C);

counts應該是一個3元素的數組，其中第i個元素包含A的第i個列的歷史histcounts結果。

（請注意，上面的@()語法是一個匿名函數。 ）