图像化矩阵Matlab程序

来源：互联网发布：淘宝小类目让我发财了编辑：程序博客网时间：2024/06/11 21:16

这几天做UFLDL练习，反复用到其中一个函数display_network，刚开始没有在意，只是调用。后来觉得有必要搞懂，遂细读了代码，理清了内部逻辑，翻译了原注释，又加上自己理解的注释。想上传到资源上去，总找不到上传界面，就发表在博客上。希望对感兴趣者有帮助。

这个程序总体上就是把矩阵数据逐列当成图像显示。显示形式是个格子框，每幅图像一格。

function [h, array] = displayAsGrids(A, colNum, ...
opt_normalize, opt_graycolor,opt_colmajor)

% 把矩阵A中的列显示在一个格子框中，框中格子布局可通过参数指定
% 原始函数由UFLDL网站第一单元练习提供，因多次用到，遂读懂并按自己需要改造

% 简单说明：把A中所有列都变成一个方阵（行数是完全平方数）当成一幅图像显示
% 显示形式是一个格子框，每幅图像占一个格子，格子框纵横数量有两种确定方式：
%   1，指定横向格子数（输入变量colNum），则纵向格子数自动确定
%   2，未指定横行格子数，则横向格子数自动取A列数开方调整，会出现空白
%      出现空白的原因：列数不是完全平方数（例如200），且要按规定调整

% 参数说明
% colNum: 显示格子有多少列？默认值为A列数的平方根
% opt_normalize: 要不要归一化数据，以便全部数据有统一的对比度，默认为真
% opt_graycolor: 是不是用灰度作为热图，默认是
% opt_colmajor: 图像逐列放入格子框时行向优先还是列向优先？默认为假

% 调用举例
% displayAsGrids(A,20); % 如 A大小为[64 200]，则格子框为10x20
% displayAsGrids(A); % 自动按行、列数确定格子框规格，A同上，则为12x17

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% 检查变量opt_normalize是否定义，或者是否为空，未定义或为空则取默认值：真
if ~exist('opt_normalize', 'var') || isempty(opt_normalize), opt_normalize= true; end

% 检查变量opt_graycolor是否定义，或者是否为空，未定义或为空则取默认值：真
if ~exist('opt_graycolor', 'var') || isempty(opt_graycolor), opt_graycolor= true; end

% 检查变量opt_colmajor是否定义，或者是否为空，未定义或为空则取默认值：假
if ~exist('opt_colmajor', 'var') || isempty(opt_colmajor), opt_colmajor = false; end

% 重新调节元素值，全局调整去平均值
A = A - mean(A(:));

% 颜色表：用灰度显示。gray命令将颜色表置成灰度
if opt_graycolor, colormap(gray); end

% 计算格子框横向数目（列数，gridColNum）与纵向数目（行数，gridRowNum）
[L M] = size(A);
if ~exist('colNum', 'var')               % 未定义横向格子数，则自动推算
    if floor(sqrt(M))^2 ~= M           % 列数不是个完全平方数，舍入
        gridColNum = ceil(sqrt(M));

        % 调整横向格子数：矩阵列数与横向格子数不能整除时，增加其值直到越界
        while mod(M, gridColNum)~=0 && gridColNum<1.2*sqrt(M),    gridColNum=gridColNum+1; end
        gridRowNum = ceil(M/gridColNum);
    else
        gridColNum = sqrt(M);           % 列数是完全平方数，格子框是方框
        gridRowNum = gridColNum;
    end
else
    gridColNum = colNum;                % 定义了横向格子数，纵向格子数自然确定
    gridRowNum = ceil(M/gridColNum);
end

% 格子框当成一幅图像显示比一幅一幅显示要快得多，这里把各幅图像放进去
% array 是格子框，格子间左右上下间隔一行/一列，初值置为-1
sz = sqrt(L);
buf = 1;
array = -ones(buf+gridRowNum*(sz+buf),buf+gridColNum*(sz+buf));

% opt_graycolor为假，初值调整为 -0.1
if ~opt_graycolor, array = 0.1.* array; end

% 根据opt_colmajor，用两种方式形成array实际数据（行列顺序调不调整）
if ~opt_colmajor                        % opt_colmajor为假，要取行序
    k = 1;                                     % k是A矩阵列数的指针
    for i = 1:gridRowNum            % 逐格子放置图像，行向优先
        for j = 1:gridColNum          % 一行内从左到右
            if k > M, continue; end
            clim = max(abs(A(:,k))); % 取列内（一幅图像内）最大值
            if opt_normalize            % 要归一化，列内规整
                array(buf+(i-1)*(sz+buf)+(1:sz),buf+(j-1)*(sz+buf)+(1:sz)) = reshape(A(:,k),sz,sz)/clim;
            else                        % 不用归一化，矩阵范围内规整
                array(buf+(i-1)*(sz+buf)+(1:sz),buf+(j-1)*(sz+buf)+(1:sz)) = reshape(A(:,k),sz,sz)/max(abs(A(:)));
            end
            k = k + 1;
        end
    end
else                                           % opt_colmajor为真，要取列序
    k = 1;
    for j = 1:gridColNum              % 逐格子放置图像，列向优先
        for i = 1:gridRowNum        % 一列内从上到下
            if k>M, continue;   end
            clim = max(abs(A(:,k)));
            if opt_normalize
                array(buf+(i-1)*(sz+buf)+(1:sz),buf+(j-1)*(sz+buf)+(1:sz)) = reshape(A(:,k),sz,sz)/clim;
            else
                array(buf+(i-1)*(sz+buf)+(1:sz),buf+(j-1)*(sz+buf)+(1:sz)) = reshape(A(:,k),sz,sz);
            end
            k = k + 1;
        end
    end
end

% 数据准备好了，开始绘图
if opt_graycolor, h = imagesc(array,'EraseMode','none',[-1 1]);
else h = imagesc(array,'EraseMode','none',[-1 1]);
end
axis image off
drawnow;

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