np.clip()****np.stack()

本文介绍了NumPy库中两个常用函数np.clip和np.stack的基本用法。np.clip用于限制数组中的数值范围,确保所有数值都在指定的最小值和最大值之间。np.stack则用于将多个数组沿新轴堆叠,实现数组维度的扩展。

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1、 np.clip(x, min, max)——将x内所有的数变为(min,max)间的数,即小于min的设为min,大于max的设为max

例:

2、np.stack()——在列表基础上增加一个轴,将一维变为二维

 

教我实现**zhixuhao/unet** 在电脑上怎么运行,一步步教详细一些以及满足我的任务要求成员1: 负责实现: •基于阈值的分割算法 •区域生长算法实现 。计算分割评估指标 (Dice/loU) 。参数调优与对比实验 成员2: 负责实现: •CT图像预处理(窗口化、降噪) •分割结果可视化展示 •制作对比图和性能图表 •数据集准备与处理 --- ### **🔍 项目功能分析** #### **1. 这个UNet仓库能直接实现哪些功能?** ✅ **完整的UNet分割代码**(Python + Keras实现) ✅ **支持医学图像(CT/MRI)的二分类分割**(如肺/非肺、病变/正常组织) ✅ **提供数据加载、训练、预测全流程代码** ✅ **包含Dice系数评估指标**(成员1需要的指标之一) #### **2. 不能直接实现的功能** ❌ **传统方法(阈值分割、区域生长)** → 需额外写代码 ❌ **CT预处理(窗宽窗位调节)** → 需自行添加 ❌ **复杂可视化(对比图/性能图表)** → 需用Matplotlib补充 --- ### **🚀 能否直接放入图像和H5文件使用?** **✅ 可以!但需要按以下步骤准备数据:** 1. **图像要求**: - 输入图像需为 **灰度图**(如CT的PNG/DICOM文件) - 推荐尺寸 `512x512`(UNet默认输入大小) 2. **H5文件格式**: - 需包含: - `imgs`:原始图像数据(`shape=[n,512,512,1]`) - `imgs_mask`:对应的金标准分割标签(`shape=[n,512,512,1]`) - 示例H5结构: ```python import h5py with h5py.File('data.h5', 'w') as f: f.create_dataset('imgs', data=CT_images) # 原始CT f.create_dataset('imgs_mask', data=masks) # 医生标注的分割结果 ``` --- ### **📌 如何适配你们的任务分工?** #### **成员1:UNet相关任务** 1. **修改`train.py`** → 调整UNet参数(如epochs、batch_size) 2. **计算Dice/IoU** → 代码已内置`dice_coef`(在`model.py`中) 3. **对比实验** → 修改网络结构(如深度、滤波器数量) #### **成员2:预处理与可视化** 1. **CT预处理**(需新增代码): ```python # 示例:窗宽窗位调整(加到data.py中) def apply_window(img, window_level=-600, window_width=1500): img = np.clip(img, window_level - window_width//2, window_level + window_width//2) img = (img - img.min()) / (img.max() - img.min()) return img ``` 2. **可视化**(新增`visualize.py`): ```python import matplotlib.pyplot as plt def show_results(original, pred_mask): plt.subplot(1,2,1), plt.imshow(original[:,:,0], 'gray'), plt.title("Original CT") plt.subplot(1,2,2), plt.imshow(pred_mask[:,:,0], 'jet'), plt.title("UNet Segmentation") plt.show() ``` --- ### **🛠️ 快速使用步骤** 1. **克隆仓库**: ```bash git clone https://github.com/zhixuhao/unet cd unet ``` 2. **准备数据**: - 将CT图像和对应的标注mask保存为`data.h5`(格式见上文) 3. **训练模型**: ```bash python train.py --data data.h5 --epochs 50 ``` 4. **预测新图像**: ```bash python predict.py --image test.png --model unet.hdf5 ``` --- ### **📊 对比你们的需求** | **任务** | **是否支持** | **如何适配** | |------------------------|-------------|---------------------------------------| | 阈值分割/区域生长 | ❌ | 需另写MATLAB/Python代码 | | UNet分割 | ✅ | 直接使用`train.py`和`predict.py` | | Dice/IoU计算 | ✅ (Dice) | 代码已内置,IoU需手动添加 | | CT预处理 | ❌ | 在`data.py`中添加窗宽窗位代码 | | 可视化对比图 | ❌ | 需新增`visualize.py` | --- ### **💡 建议** 1. **如果只需UNet分割** → 直接用这个仓库,快速出结果 2. **如果需要传统方法** → 结合 [luispedro/python-image-segmentation](https://github.com/luispedro/python-image-segmentation)(区域生长) 3. **完整流程示例**: ```mermaid graph LR A[原始CT] --> B[成员2: 预处理] B --> C[成员1: UNet分割] C --> D[成员2: 可视化] C --> E[成员1: 计算Dice] ``` 需要我帮你写 **阈值分割/区域生长** 的代码,或修改UNet代码吗? 😊
05-09
import matplotlib matplotlib.use('TkAgg') # 使用交互式后端显示图像 import numpy as np import cv2 import matplotlib.pyplot as plt from scipy.ndimage import median_filter from scipy.signal import convolve2d import matplotlib.font_manager as fm # 设置中文字体(确保系统中有这些字体) try: font_path = 'C:/Windows/Fonts/msyh.ttc' # 微软雅黑路径 font_prop = fm.FontProperties(fname=font_path) plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei', 'SimHei'] plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False except: print("警告: 中文显示设置失败,将使用默认字体") def B_filter(Img, tempsize, sigma0, sigma1): """双边滤波函数""" ksize = 2 * tempsize + 1 ax = np.arange(-tempsize, tempsize + 1, dtype=np.float32) xx, yy = np.meshgrid(ax, ax) gauss = np.exp(-(xx ** 2 + yy ** 2) / (2 * sigma0 ** 2)) gauss /= gauss.sum() m, n = Img.shape out = Img.copy() for i in range(tempsize, m - tempsize): for j in range(tempsize, n - tempsize): region = Img[i - tempsize:i + tempsize + 1, j - tempsize:j + tempsize + 1] temp = np.abs(region - Img[i, j]) temp = np.exp(-(temp ** 2) / (2 * sigma1 ** 2)) filter_kernel = gauss * temp filter_kernel /= filter_kernel.sum() out[i, j] = np.sum(region * filter_kernel) return out def FirstFilter(In): """初步过滤函数""" Out = In.copy() IR, IG, IB = In[:, :, 0], In[:, :, 1], In[:, :, 2] mask1 = (IR < 160 / 255) & (IG < 160 / 255) & (IB < 160 / 255) & (IR > IG) & (IG > IB) mask2 = (IR + IG) > 500 / 255 mask3 = (IR < 70 / 255) & (IG < 40 / 255) & (IB < 20 / 255) Out[mask1 | mask2 | mask3] = 0 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(Out) try: plt.title('非肤色初步过滤', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Non-Skin Preliminary Filtering') plt.axis('off') plt.show() return Out def SecondFilter(In): """肤色检测函数""" IR, IG, IB = In[:, :, 0], In[:, :, 1], In[:, :, 2] height, width = IR.shape Out = np.zeros((height, width)) R = IR.flatten() G = IG.flatten() B = IB.flatten() Cg = -81.085 * R + 112 * G - 30.915 * B + 128 Cr = 112 * R - 93.786 * G - 18.214 * B + 128 mask = (Cg >= 85) & (Cg <= 135) & (Cr >= -Cg + 260) & (Cr <= -Cg + 280) Out.flat[mask] = 1 Out = median_filter(Out, size=3) plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(Out, cmap='gray') try: plt.title('YCgCr空间范围肤色检测', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Skin Detection in YCgCr Space') plt.axis('off') plt.show() return Out def Fuse(ImageOrigin, DBImage, SkinArea): """图像融合函数""" Skin = np.stack([SkinArea] * 3, axis=-1) Out = DBImage * Skin + ImageOrigin * (1 - Skin) plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(Out) try: plt.title('肤色与背景图像融合', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Skin and Background Fusion') plt.axis('off') plt.show() return Out def Sharp(In): """图像锐化函数""" In = np.clip(In, 0, 1) H = np.array([[0, -1, 0], [-1, 4, -1], [0, -1, 0]], dtype=np.float32) sharpened = np.zeros_like(In) for i in range(3): sharpened[:, :, i] = convolve2d(In[:, :, i], H, mode='same', boundary='symm') Out = np.clip(sharpened / 3 + In, 0, 1) plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(Out) try: plt.title('Laplacia锐化图像(最终效果)', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Sharpened Image (Final Effect)') plt.axis('off') plt.show() return Out if __name__ == "__main__": # 读取图像 img_path = 'C:/Users/86155/Desktop/keshe1.webp' img0 = cv2.imread(img_path) if img0 is None: print(f"错误:无法加载图像!请检查文件路径: {img_path}") exit() img0 = cv2.cvtColor(img0, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 显示原始图像 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(img0) try: plt.title('原图', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Original Image') plt.axis('off') plt.show() # 参数设置 tempsize = 5 sigma1 = 5 sigma2 = 0.08 # 图像处理流程 img = cv2.copyMakeBorder(img0, tempsize, tempsize, tempsize, tempsize, cv2.BORDER_CONSTANT, value=0) img = img.astype(np.float32) / 255.0 # 双边滤波处理 channels = [] for i in range(3): channel = img[:, :, i].copy() filtered = B_filter(channel, tempsize, sigma1, sigma2) channels.append(filtered) img1 = np.stack(channels, axis=-1) img1 = img1[tempsize:-tempsize, tempsize:-tempsize, :] # 显示滤波后图像 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(img1) try: plt.title('高斯滤波处理原图', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Gaussian Filtered Image') plt.axis('off') plt.show() # 后续处理流程 img2 = img0.astype(np.float32) / 255.0 img3 = FirstFilter(img2) imgArea = SecondFilter(img3) imgFuse = Fuse(img2, img1, imgArea) imgBeautify = Sharp(imgFuse) # 最终美化处理 imgBeautify_uint8 = (np.clip(imgBeautify, 0, 1) * 255).astype(np.uint8) imgtmp = cv2.cvtColor(imgBeautify_uint8, cv2.COLOR_RGB2GRAY) imgtmp = imgtmp.astype(np.float32) / 255.0 imgMB = np.zeros_like(imgBeautify) for i in range(3): imgMB[:, :, i] = np.clip(imgBeautify[:, :, i] * 0.9 + imgtmp * 0.2, 0, 1) # 显示最终结果 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.imshow(imgMB) try: plt.title('最终美化效果', fontproperties=font_prop) except: plt.title('Final Beautification Result') plt.axis('off') plt.show() print("图像处理流程完成!")
最新发布
06-13
``` import pygame import math import numpy as np # 初始化Pygame pygame.init() # 设置屏幕参数 WIDTH, HEIGHT = 800, 600 screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT)) pygame.display.set_caption("3D Dynamic Heart") # 颜色定义 BLACK = (0, 0, 0) def create_heart_points(): """生成三维心形点云""" points = [] for z in np.linspace(-2, 2, 25): for theta in np.linspace(0, 2 * math.pi, 100): # 二维心形参数 # 经典心形方程 x = 16 * (math.sin(theta) ** 3) y = 13 * math.cos(theta) - 5 * math.cos(2*theta) - 2 * math.cos(3*theta) - math.cos(4*theta) # 三维扩展 scale = 1 / (1 + z**2) # z值影响缩放 x = x * scale * 0.05 y = y * scale * 0.05 z_pos = z * 0.3 # 调整z轴比例 points.append([x, y, z_pos]) return np.array(points) # 创建心形点云 points = create_heart_points() # 主循环参数 angle = 0 clock = pygame.time.Clock() running = True while running: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(BLACK) # 更新旋转角度 angle += 0.02 # 旋转矩阵(绕Y轴和Z轴旋转) rot_y = np.array([ [math.cos(angle), 0, math.sin(angle)], [0, 1, 0], [-math.sin(angle), 0, math.cos(angle)] ]) rot_z = np.array([ [math.cos(angle), -math.sin(angle), 0], [math.sin(angle), math.cos(angle), 0], [0, 0, 1] ]) # 组合旋转矩阵 rotation_matrix = rot_y @ rot_z # 应用旋转变换 rotated_points = np.dot(points, rotation_matrix.T) # 透视投影参数 distance = 4 fov = 300 # 视场控制 # 计算投影坐标和深度 z_values = rotated_points[:, 2] + distance x_proj = rotated_points[:, 0] * fov / z_values y_proj = rotated_points[:, 1] * fov / z_values # 转换到屏幕坐标 screen_coords = np.column_stack([ x_proj + WIDTH/2, -y_proj + HEIGHT/2 # 反转Y轴方向 ]) # 根据深度计算颜色 depths = (rotated_points[:, 2] + 2) / 4 # 归一化深度值 colors = np.clip(255 * depths, 50, 255).astype(int) # 绘制所有点 for (x, y), color in zip(screen_coords, colors): if 0 <= x < WIDTH and 0 <= y < HEIGHT: pygame.draw.circle(screen, (color, 0, 0), (int(x), int(y)), 1) pygame.display.flip() clock.tick(30) pygame.quit()```分析代码并改进
03-08
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