Numpyおよび16ビットPGM
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Russian質問
Numpyを使用してPythonで16ビットPGM画像を読み取る効率的で明確な方法は何ですか？
PILを使用して16ビットPGM画像をロードすることはできません PILバグのため. 。次のコードでヘッダーで読むことができます。
dt = np.dtype([('type', 'a2'),
('space_0', 'a1', ),
('x', 'a3', ),
('space_1', 'a1', ),
('y', 'a3', ),
('space_2', 'a1', ),
('maxval', 'a5')])
header = np.fromfile( 'img.pgm', dtype=dt )
print header
これにより、正しいデータが印刷されます。 ('P5', ' ', '640', ' ', '480', ' ', '65535') しかし、私はそれがまったく最良の方法ではないと感じています。そしてそれを超えて、私はYの次のデータをYの次のデータ（この場合は640x480）で16ビットで読む方法を理解する方法を理解しています。 size(header).
編集：画像が追加されました
画像を読み取って表示するMATLABコードは次のとおりです。
I = imread('foo.pgm');
imagesc(I);
そして、このように見えます：
解決
import re
import numpy
def read_pgm(filename, byteorder='>'):
"""Return image data from a raw PGM file as numpy array.
Format specification: http://netpbm.sourceforge.net/doc/pgm.html
"""
with open(filename, 'rb') as f:
buffer = f.read()
try:
header, width, height, maxval = re.search(
b"(^P5\s(?:\s*#.*[\r\n])*"
b"(\d+)\s(?:\s*#.*[\r\n])*"
b"(\d+)\s(?:\s*#.*[\r\n])*"
b"(\d+)\s(?:\s*#.*[\r\n]\s)*)", buffer).groups()
except AttributeError:
raise ValueError("Not a raw PGM file: '%s'" % filename)
return numpy.frombuffer(buffer,
dtype='u1' if int(maxval) < 256 else byteorder+'u2',
count=int(width)*int(height),
offset=len(header)
).reshape((int(height), int(width)))
if __name__ == "__main__":
from matplotlib import pyplot
image = read_pgm("foo.pgm", byteorder='<')
pyplot.imshow(image, pyplot.cm.gray)
pyplot.show()
他のヒント
私はPGM形式でそれほど魅力的ではありませんが、一般的にあなたはただ使用するでしょう numpy.fromfile. fromfile 渡されたファイルポインターが渡されている位置から開始するので、ヘッダーの端まで単純に探す（または読み取る）ことができます。 fromfile 残りを読む。
使用する必要があります infile.readline() それ以外の next(infile).
import numpy as np
with open('foo.pgm', 'r') as infile:
header = infile.readline()
width, height, maxval = [int(item) for item in header.split()[1:]]
image = np.fromfile(infile, dtype=np.uint16).reshape((height, width))
サイドノートでは、コメントで指摘した「foo.pgm」ファイルは、ヘッダー内の誤った数の行を指定しているように見えます。
その問題がある可能性のある多くのファイルを読み取る場合は、ゼロで配列をパッドパッドするか、このように切り捨てます。
import numpy as np
with open('foo.pgm', 'r') as infile:
header = next(infile)
width, height, maxval = [int(item) for item in header.split()[1:]]
image = np.fromfile(infile, dtype=np.uint16)
if image.size < width * height:
pad = np.zeros(width * height - image.size, dtype=np.uint16)
image = np.hstack([image, pad])
if image.size > width * height:
image = image[:width * height]
image = image.reshape((height, width))
実際、ヘッダーの後の「文字列」はファイルのバイナリです。以下でそれを解決しました（以下を見つけました： ndarray: [2047 2047 2047 ..., 540 539 539]）しかし、別の問題があります。ファイルは十分に長くありません。 640*480の代わりに289872の数字のみをカウントします...
クラスを作ることで、私の急いで大変申し訳ありません...
import numpy as np
import Image
class PGM(object):
def __init__(self, filepath):
with open(filepath) as f:
# suppose all header info in first line:
info = f.readline().split()
self.type = info[0]
self.width, self.height, self.maxval = [int(v) for v in info[1:]]
size = self.width * self.height
lines = f.readlines()
dt = [np.int8, np.int16][self.maxval > 255]
try:
# this will work if lines are integers separated by e.g. spaces
self.data = np.array([l.split() for l in lines], dtype=dt).T
except ValueError:
# data is binary
data = np.fromstring(lines[0], dtype=dt)
if data.size < size:
# this is the case for the 'db.tt/phaR587 (foo.pgm)'
#raise ValueError('data binary string probably uncomplete')
data = np.hstack((data, np.zeros(size-data.size)))
self.data = data[:size].reshape((self.width, self.height))
assert (self.width, self.height) == self.data.shape
assert self.maxval >= self.data.max()
self._img = None
def get_img(self):
if self._img is None:
# only executed once
size = (self.width, self.height)
mode = 'L'
data = self.data
self.img = Image.frombuffer(mode, size, data)
return self.img
Image = property(get_img)
mypgm = PGM('foo.pgm')
mypgm.Image
編集：ゼロで画像を埋めるためのジョーキングンからの素晴らしいアイデア！
から ここ ヘッダー情報は、スペース、キャリッジリターン、またはその他のいずれかで分離できることを理解しています。あなたがスペースで分離されている場合（そうでない場合は私に知らせてください）、あなたはできます：
with open('img.pgm') as f:
lines = f.readlines()
data = np.array([line.split() for line in lines[1:]], dtype=np.int16).T
あなたのデータは、Int16形式の配列になりました！
ヘッダー情報にまだ興味があるとしましょう。
class Header(object):
def __init__(self, type, width, height, maxval):
self.type = type
self.width = int(width)
self.height = int(height)
self.maxval = int(maxval)
h = Header(*lines[0].split()[:4])
そのため、読み取り行に対して画像データを確認できます。
assert (h.width, h.height) == data.shape
assert h.maxval >= data.max()
編集: ：画像データがあります バイナリ, 、ファイルを「RB」として開き、ヘッダー情報の後に読み取る必要があります。
import numpy as np
def as_array(filepath):
f = open(filepath, 'r')
w, h = size = tuple(int(v) for v in next(f).split()[1:3])
data_size = w * h * 2
f.seek(0, 2)
filesize = f.tell()
f.close()
i_header_end = filesize - (data_size)
f = open(filepath, 'rb')
f.seek(i_header_end)
buffer = f.read()
f.close()
# convert binary data to an array of the right shape
data = np.frombuffer(buffer, dtype=np.uint16).reshape((w, h))
return data
a = as_array('foo.pgm')
これを理解してくれた @Joe-Kingtonの答えに感謝します。解決策が続きます。
既知のヘッダーの長さ（この場合は17バイト）をハードコードせずに、ヘッダーから決定するための追加の作業が少しあります。 PGM標準によると、ヘッダーは通常新しいラインで終了しますが、任意の空白で終わることができます。このコードは、ヘッダーの終わりのデリメーターに非ニューラインの空白を使用するPGMで壊れると思います。この場合のヘッダーサイズは、幅、高さ、およびMaxsizeを保持する変数のサイズに加えて、「P5」の2バイトと4バイトの空白によって決まります。
これが壊れる可能性のある他のケースは、幅または高さがINTよりも大きい場合です（非常に大きな画像）。または、PGMが16ビットではなく8ビットの場合（Maxvalから決定でき、幅、高さ、およびファイルサイズの可能性から決定できます）。
#!/usr/bin/python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
file='foo.pgm'
infile = open(file,'r')
header = next(infile)
width, height, maxval = [int(item) for item in header.split()[1:]]
infile.seek(len(header))
image = np.fromfile(infile, dtype=np.uint16).reshape((height, width))
print width, height, maxval
plt.figimage(image)
