Question

我试图了解在Matlab中存储相同大小的多个图像的最有效内存的方法。

我在这里写的所有内容都是基于我的小知识而且可能不准确。

到目前为止，我知道我们可以读取单元格数组，多维数组，结构图中的图像。

num_imgs = 100;
nrow = 512;
ncol = 512;
cellArray = cell(1,num_imgs);
cellArray(1,:) = {zeros(nrow,ncol,'logical')};
threeDArray = zeros(nrow,ncol,num_imgs,'logical');
structArray(1:num_imgs ) = struct('Image', zeros(nrow,ncol,'logical'));

卫生组织

Name               Size                    Bytes  Class      Attributes

  cellArray          1x100                26225600  cell                 
  ncol               1x1                         8  double               
  nrow               1x1                         8  double               
  num_imgs           1x1                         8  double               
  structArray        1x100                26225664  struct               
  threeDArray      512x512x100            26214400  logical

从这个threeDArray更好，因为它不需要连续数组的任何指针。

然而，cellArray是第二好的，因为它只需要8字节额外的每个数组的指针（即，多100 * 8字节）。

最后，根据每个字段的标记，结构需要更多一些，我想。

现在，

还有其他可能的方法吗？

哪种读取，写入以及影响代码性能的其他重要参数的内存效率最高？

我理解单元格有指针，因此cellArray中的每个元素都不必连续存储在内存中，而threeDArray需要连续的内存。

有人可以解释影响性能的这类因素吗？

Answer 1

cellArray是第二好的，因为它只需要每个8字节数组的指针（即多100 * 8字节）。

事实并非如此。每个数组都有一个＆＃34;标题＆＃34; （指定其类型，大小等的内存块）R2017a中的标头是104个字节（我认为它在最新版本中稍大一些）。单元格数组包含数组，因此您在测试中看到的差异与3D数组相同：

26225600 - 26214400 = 11200

是

100 * (104 + 8) = 11200

单元格数组是一个指针数组（每个8字节）到数组（104字节+无论数据是什么）。

对于一个相当大的数据块的图像，这112字节的开销可以忽略不计。其他考虑因素，例如访问速度，变得更加重要。

在MATLAB中，两个数组可以指向相同的数据。所以做一些像

这样的事情

I = C{4};

不会在C{4}创建数组的副本，而是数组I引用它。但是如果你使用3D数组，那么：

I = A(:,:,4);

确实复制，因为I无法引用另一个数组的子集，它必须引用整个数据。

因此，使用3D阵列，处理单个图像需要大量来回复制像素数据，这在单元阵列中是不必要的。

结构数组在这里不是一个相关的数据结构，它等同于单元格数组，除了索引更复杂（我不知道这是否会转换为运行时增加）。也就是说，S(4).Image比C{4}涉及更多。但是，如果要为每个图像存储其他信息，则结构数组可能很有用。

正如您所注意到的，struct数组仅比单元数组大64个字节。这会存储字段名称Image。再一次，在担心这段记忆的时候并不值得。

以下是在MATLAB中处理数据的其他方法的简短摘要，这些方法对我来说都不合理：

自定义对象类型：这里你仍在处理下面的普通数组，所以这里没有优点或缺点。如果您想添加特定于图像的方法，但这些类型很不错，但不要改变处理内存的方式。他们似乎确实增加了一些时间开销。
使用tall arrays，适用于不适合内存的非常大的数据，但我不认为有人会考虑使用这样的数组进行图像分析。
使用memory-mapped files，对于加快文件访问速度非常有用，但在这种情况下无法提供帮助。
从MATLAB与Java或Python对话，让他们进行内存处理。但是你可以完全跳过MATLAB并转到不同的环境。

所以我真的认为处理多个图像的两个有意义的选项是单元格数组（或其他异构容器，如结构或自定义对象）或3D数组。我不会考虑其他任何事情。

总结：使用单元格数组。

在Matlab中存储固定大小和数据类型的多个图像的所有可能和内存有效的方法是什么？

1 个答案: