python库安装与使用示例详解
作者:战斗的咸鱼
yield关键字
yield关键字:定义生成器函数。
生成器函数:允许在迭代过程中逐步生成值,而不是一次性返回所有值。
yield语句会暂停函数的执行,并返回一个值给调用者。下一次调用生成器的__next()__方法,函数会从暂停的地方继续执行。
生成器函数:节省内存,按需求生成值,而不是一次性将所有值加载到内存中。
openslide库
openslide库的安装-linux
很多虚拟环境都需要额外装openslide库,所以记录一下过程:
cd /home/liusn/00apps conda activate 环境名 pip install openslide_bin-4.0.0.5-py3-none-manylinux_2_27_x86_64.whl pip install openslide-python==1.3.1
openslide的使用
- openslide库是一个读取和操作显微镜图像的python库,支持.svs,.vms和.tiff等格式。
- 支持图像金字塔格式:在不同的分辨率下访问图像数据。
- 可以从原始图像中提取特定区域,不需要加载整个图像。
- 能够访问图像的元数据,如放大倍数、图像尺寸等。
import openslide # 打开显微镜图像 slide = openslide.OpenSlide(wsi_path) # 获取特定金字塔层级的图像尺寸 # level从0开始,0表示最高分辨率 # w, h表示指定层级的图像宽度和高度 w, h = slide.level_dimensions[level] # 获取level层的下采样比例 # 下采样比例: 特定层级的像素大小与最高分辨率像素大小的比例关系 # 如果下采样比例为(2,2), 图像的宽和高都被缩小为原来的1/2 factor = slide.level_downsamples[level] # 从显微镜图像中读取指定区域 # location: tuple, 左上角坐标; level: 金字塔层级 # size: (w, h), 要读取的区域大小; 返回一个PIL对象 image = slide.read_region(location, level, size)
openslide对象的常用属性
self.level_downsamples[level]
:获取level层的下采样比例,相对于最高分辨率而言。self.level_dimension[level]
:level层的图像尺寸。
cv2库
import cv2 # 在图像上绘制多边形 # img: 要在其上绘制的图像; pts: 一个包含多边形顶点的ndarray; # color: 填充的颜色, (255)表示白色 cv2.fillPoly(img, pts, color) # 在图像上绘制文本 # img: 要绘制文本的图像; text: 要绘制的文本字符串 cv2.putText(img, text)
numpy库
import numpy as np # 找到数组中满足条件的元组索引 # condition: bool数组, 返回所有为True的行, 列索引 X_idx, Y_idx = np.where(condition) # 根据条件condition进行数组的元素选择和替换 # condition为True时, 返回value1, 否则返回value2 inst_map = np.where(condition, value1, value2) # 将数组按行的方向堆叠起来 # tup: 一个列表/元组, 返回一个新数组(总行数, 列数) # 总行数 = 所有输入数组的行数之和 np.vstack(tup) selected_x[..., 0:1] # ...表示前面所有的维度
ASAP库-multiresolutionimageinterface库
处理金字塔类型的数据结构。处理多分辨率图像的python库,适合医学图像和显微镜图像的分析。支持不同分辨率的访问与操作。
ASAP库的安装
安装ASAP linux(ubuntu18.04-A6000):https://www.freesion.com/article/4489476959/
安装ASAP linux(ubuntu22.04-4x3090)的安装步骤:
- 在ASAP官网下载最新版:ASAP 2.2,适配ubuntu2204。
- 安装ASAP的依赖包:用sudo apt-get install 命令。apt-get install是用于命令行操作的软件包管理工具,该命令是安装软件包。
- 离线安装ASAP的安装包:dpkg -i ASAP-2.2-Ubuntu2204.deb ,手动安装本地的deb文件。
- 看ASAP安装的位置:dpkg -L asap 。
- 把ASAP放入PYTHONPATH,然后可以import了。
PYTHONPATH="/opt/ASAP/bin":"${PYTHONPATH}" export PYTHONPATH
ASAP库的使用
ASAP库是一个C++写的软件,所以不能读源码。少量的python调用文档见:https://academic.oup.com/gigascience/article/7/6/giy065/5026175
ASAP官网:https://github.com/computationalpathologygroup/ASAP/releases
通过python 访问tif数据:
将XML注释数据转换为tif图像,假设注释里的多边形坐标是基于图像最高分辨率级别的。
示例代码:
import multiresolutionimageinterface as mir # 创建图像接口 reader = mir.MultiResolutionImageReader() # 打开和加载多分辨率图像文件 mr_image = reader.open(path) # 获取level 6的图像尺寸 level=2 w, h = mr_image.getLevelDimensions(level) ds = mr_image.getLevelDownsample(level) # 从level 6获取一个patch, patch左上角的坐标为(0,0), 返回的tile是一个numpy对象 tile = image.getUCharPatch(0, 0, w, h, 6) # 读取一个 300 像素宽、200 像素高的图像块,从level=2 的 (568, 732) XY 坐标开始 # ds是下采样倍数, 在level=2的坐标乘以ds, 得到level=0的坐标 tile = image.getUCharPatch(int(568 * ds), int(732 * ds), 300, 200, level) # 存储和管理多分辨率图像相关的注释数据 annotation_list = mir.AnnotationList() # 将注释数据转换以xml格式存储 xml_repository = mir.XmlRepository(annotation_list) # 设置or更新xml文件的源路径 xml_repository.setSource(path) # 从xml文件加载数据 xml_repository.load() # 将注释数据转换为二值掩码 annotation_mask = mir.AnnotationToMask() # 将提供的注释annotation_list转换为二值掩码 annotation_mask.convert(annotation_list, output_path,image_dimensions, image_spacing)
concurrent.futures.ThreadPoolExecutor
管理线程池并高效地执行多线程任务,可以加快I/O密集型任务的处理速度。通过提交任务来执行并发操作。
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor # 创建对象, max_workers指定最大线程数, 如果没有指定, python根据系统的线程数进行调整 executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=3) # 使用map()提交多个任务 executor.map(task, range(5)) # 关闭线程池 executor.shutdown(wait=True)
xml.etree.ElementTree库
解析和创建xml文档,用于读取、修改和生成xml。
import xml.etree.ElementTree as ET # 从指定文件中读取xml数据, 并解析为一个树结构 ElementTree对象 tree = ET.parse(annot_path) # 获取根元素: xml文档最外层的元素 root = tree.getroot()
skimage库
import skimage # 生成多边形的像素坐标 # x: 一维数组, 多边形的列坐标; y: 一维数组, 多边形的行坐标 # shape: 指定输出坐标的图像形状 # rows, cols: 多边形内部像素的行和列坐标 # 多边形内部是指,所有的多边形都被填充好了 rows, cols = skimage.draw.polygon(x, y, shape)
PIL.Image库 PIL.Image.Image
from PIL import Image image = Image.open(path) # 查看image的mode和channel nums print(f"Image mode: {image.mode}") print(f"Number of channels: {len(image.getbands())}") # 转换mode mask = mask.convert("P")
detectron2库
数据增强
- 允许同时增强多种数据类型,如图像、边界框、掩码。
- 允许应用一系列静态声明的增强。
- 允许添加自定义新数据类型来增强,如旋转边界框、视频剪辑。
- 处理和操纵增强增强应用的operations。
如何在编写新的数据加载器时使用增强,如何编写新的增强。
MaskFormerSemanticDatasetMapper类:
- 从file_name读取image
- 将几何变换应用到image和annotation
- 查找合适的cropping,将其应用于image和annotation
- 把image和annotation变成Tensors
MetadataCatalog类常见属性
- 从file_name读取image
- 将几何变换应用到image和annotation
- 查找合适的cropping,将其应用于image和annotation
- 把image和annotation变成Tensors
faiss库-聚类
Faiss库的使用:
- faiss索引包括:IndexFlatL2(小规模数据集)、IndexIVFFlat(大规模数据集)、IndexHNSW(高维数据)。
- 查询相似度 D, I = index.search(features, k)。对每个样本,查询与其他样本的相似度,D是距离矩阵,I是索引矩阵,返回每个样本的前k个最近邻。
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