Scikit Image - 使用插件

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插件指的是可以增强程序功能的扩展或外部软件组件，通过向其中添加特定功能来提高其功能。

Python Scikit Image 中的插件

Python scikit-image (skimage) 库带有一系列插件，可用于处理图像 IO 操作，例如读取、写入和显示图像。scikit-image 库中可用的插件包括 Matplotlib、PIL（Python Imaging Library）、GDAL、SimpleITK、tifffile、PyFITS 和 ImageIO 等流行库。每个插件都专门用于特定的图像 IO 操作。

scikit-image 库根据需要加载插件，以确保最佳性能并实现有效的资源利用。这意味着只有在明确需要时或设置为默认值时才会加载插件。这种动态加载机制确保仅加载必要的插件，具体取决于特定的图像 I/O 操作。

此外，scikit-image 库还提供了一系列功能工具来处理和操作插件。这些工具允许用户自定义其图像 IO 操作，让我们讨论一下 skimage.io 模块中提供的一些关键插件函数。

列出可用的插件

函数io.find_available_plugins(loaded=False)用于列出 scikit-image (skimage.io) 中可用的插件。它返回一个字典，其中插件名称作为键，公开的函数作为值。以下是此函数的语法：

skimage.io.find_available_plugins(loaded=False)

参数“loaded”采用布尔值。如果将其设置为True，则仅显示已加载的插件。默认情况下，将显示所有插件。

示例 1

以下示例演示了如何使用io.find_available_plugins()函数列出所有可用的插件及其对应的公开函数。

import skimage.io as io
# List all available plugins
available_plugins = io.find_available_plugins()
# Display the plugin names and their exposed functions
for plugin_name, exposed_functions in available_plugins.items():
   print('Plugin:', plugin_name)
   print("Exposed Functions:", exposed_functions)
   print()

输出

Plugin: fits
Exposed Functions: ['imread', 'imread_collection']
Plugin: gdal
Exposed Functions: ['imread', 'imread_collection']
Plugin: gtk
Exposed Functions: ['imshow']
Plugin: imageio
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']
Plugin: imread
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']
Plugin: matplotlib
Exposed Functions: ['imshow', 'imread', 'imshow_collection',
'imread_collection']
Plugin: pil
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']
Plugin: qt
Exposed Functions: ['imshow', 'imsave', 'imread', 'imread_collection']
Plugin: simpleitk
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']
Plugin: tifffile
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']

示例 2

让我们仅获取有关已加载插件的信息。

from skimage import io
# List loaded plugins only
available_plugins = io.find_available_plugins(loaded=True)
# Display the loaded plugin names and their exposed functions
for plugin_name, exposed_functions in available_plugins.items():
   print('Plugin:', plugin_name)
   print("Exposed Functions:", exposed_functions)
   print()

输出

Plugin: imageio
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']
Plugin: matplotlib
Exposed Functions: ['imshow', 'imread', 'imshow_collection',
'imread_collection']
Plugin: tifffile
Exposed Functions: ['imread', 'imsave', 'imread_collection']

检索有关特定插件的信息

函数 io.plugin_info(plugin) 用于检索有关特定插件的信息。它返回一个包含有关插件信息的字典，例如描述，并且仅提供可用的函数名称。以下是此函数的语法：

skimage.io.plugin_info(plugin)

参数“plugin”采用字符串，表示要检索信息的插件的名称。

示例 1

以下示例演示了如何使用io.plugin_info()函数检索有关“pil”插件的信息。

from skimage import io
# Get information about the 'pil' plugin
plugin_info = io.plugin_info('pil')
# Print the plugin information
print("Description:", plugin_info['description'])
print("Available Functions:", plugin_info['provides'])
print()

输出

Description: Image reading via the Python Imaging Library
Available Functions: imread, imsave

示例 2

在此示例中，我们将获取有关“matplotlib”插件的信息。

from skimage import io
# Get information about the 'matplotlib' plugin
plugin_info = io.plugin_info('matplotlib')
# Print the plugin information
print("Description:", plugin_info['description'])
print("Available Functions:", plugin_info['provides'])
print()

输出

Description: Display or save images using Matplotlib
Available Functions: imshow, imread, imshow_collection, _app_show

检索插件顺序

io.plugin_order() 函数用于获取当前首选的插件顺序。以下是此函数的语法：

skimage.io.plugin_order()

该函数返回一个字典，其中函数名称作为键，对应值是按优先级顺序排列的插件列表。

示例

以下是使用 plugin_order() 函数获取当前首选插件顺序的示例。

from skimage import io
# Get the currently preferred plugin order
order_dict = io.plugin_order()
# Print the plugin loading order
print("Preferred Plugin Order:")
for function_name, plugins in order_dict.items():
   print("Function:", function_name)
   print("Plugins in order of preference:", plugins)
   print()

输出

Preferred Plugin Order:
Function: imread
Plugins in order of preference: ['imageio', 'matplotlib']
Function: imsave
Plugins in order of preference: ['imageio']
Function: imshow
Plugins in order of preference: ['matplotlib']
Function: imread_collection
Plugins in order of preference: ['imageio', 'matplotlib']
Function: imshow_collection
Plugins in order of preference: ['matplotlib']
Function: _app_show
Plugins in order of preference: ['matplotlib']

设置默认插件

io.use_plugin() 函数用于为指定的运算设置默认插件。

如果尚未加载指定的插件，则会加载它。以下是此函数的语法：

skimage.io.use_plugin(name, kind=None)

以下是此函数的参数：

  • name - 表示要设置为默认值的插件名称的字符串。
  • kind（可选） - 表示为其设置插件的特定函数的字符串。它可以采用以下值之一：“imsave”、“imread”、“imshow”、“imread_collection”、“imshow_collection”。默认情况下，插件设置为所有函数。

示例

以下示例显示了设置默认插件后插件加载顺序的变化。

from skimage import io

# Get the currently preferred plugin order 
order_dict_1 = io.plugin_order()

# Print the plugin loading order
print("Plugin Order before Setting the default plugin:")
for function_name, plugins in order_dict_1.items():
    print(function_name)
    print("Plugin order:", plugins)
    
    print()

# Set the default plugin for all functions
io.use_plugin('qt')

# Get the preferred plugin order after setting the default plugin
order_dict_2 = io.plugin_order()

# Print the plugin loading order
print("Plugin Order after setting the default plugin: ")
for function_name, plugins in order_dict_2.items():
    print(function_name)
	print("Plugin order:", plugins)
    
    print()

输出

Plugin Order before Setting the default plugin:
imread
Plugin order: ['imageio', 'matplotlib']

imsave
Plugin order: ['imageio']

imshow
Plugin order: ['matplotlib']

imread_collection
Plugin order: ['imageio', 'matplotlib']

imshow_collection
Plugin order: ['matplotlib']

_app_show
Plugin order: ['matplotlib']

Plugin Order after setting the default plugin: 
imread
Plugin order: ['qt', 'imageio', 'matplotlib']

imsave
Plugin order: ['qt', 'imageio']

imshow
Plugin order: ['qt', 'matplotlib']

imread_collection
Plugin order: ['qt', 'imageio', 'matplotlib']
imshow_collection
Plugin order: ['matplotlib']

_app_show
Plugin order: ['qt', 'matplotlib']

将插件重置为其默认状态

函数 io.reset_plugins() 用于将插件状态重置为其默认/初始状态。即，不加载任何插件。以下是此函数的语法：

skimage.io.reset_plugins()

示例

以下示例演示了如何使用 io.reset_plugins() 函数将插件状态重置为其默认状态。它在将插件状态重置为默认状态之前和之后检索插件顺序。

from skimage import io

# Get the currently preferred plugin order 
order_dict_1 = io.plugin_order()

# Print the plugin loading order
print("Plugin Order before Resetting to the default state:")
for function_name, plugins in order_dict_1.items():
   if function_name == 'imread':
      print('Function',function_name)
      print("Plugin order:", plugins)

      print()

# Reset the plugin state to the default
io.reset_plugins()

# Get the preferred plugin order after Resetting to the default state
order_dict_2 = io.plugin_order()
# Print the plugin loading order
print("Plugin Order after Resetting to the default state: ")
for function_name, plugins in order_dict_2.items():
   if function_name == 'imread':
      print('Function',function_name)
      print("Plugin order:", plugins)
      print()

输出

Plugin Order before Resetting to the default state:
Function imread
Plugin order: ['pil', 'imageio', 'matplotlib']

Plugin Order after Resetting to the default state: 
Function imread
Plugin order: ['imageio', 'matplotlib']

特定函数的合适插件

io.call_plugin() 函数用于查找指定函数的合适插件并执行它。以下是此函数的语法：

skimage.io.call_plugin(kind, *args, **kwargs)

以下是此函数的参数：

  • kind (str) - 要查找的函数。它可以采用以下值之一：“imshow”、“imsave”、“imread”、“imread_collection”。
  • plugin (str, optional) - 要加载的特定插件。如果未提供（默认为 None），则将使用第一个匹配的插件。
  • *args, **kwargs - 将传递给插件函数的其他参数和关键字参数。

示例

以下示例演示了如何使用 io.call_plugin() 函数使用图像读取函数的合适插件加载图像文件。

import numpy as np
from skimage import io

img_array = io.call_plugin('imread', 'Images_/black rose.jpg')
print("Image Arary Shape:",img_array.shape)

输出

Image Arary Shape: (2848, 4272, 3)

该函数加载图像文件并将其作为 NumPy 数组返回，该数组分配给 img_array 变量。

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