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Charger et sauvegarder des images 3D


Sujet :

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  1. #1
    Membre éclairé
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    Par défaut Charger et sauvegarder des images 3D
    Bonjour,

    Cela fait plusieurs fois que je vois passer des questions sur le chargement d'images 3D, ou piles d'images. Il y a quelques temps j'avais bricolé des fonctions pour lire et écrire de telles images. Ces fonctions se basent sur les fonctions imread et imwrite, de la boîte à outils "Image Processing", qu'il vous faudra donc posséder.

    Fonction readstack (ou "charge pile") : charge un fichier ou une succession de fichiers. La fonction permet d'importer :
    • des séries d'images numérotées en ordre croissant (img00.tif, img01.tif...), en général il suffit de donner la première image pour que toute la pile se charge
    • des images tif multi-page
    • des images stockées en "raw", dans ce cas il faut spécifier le type de données et la taille du résultat

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    function img = readstack(fname, varargin)
    %READSTACK Read either a list of 2D images (slices), or a 3D image
    %
    %   Syntax
    %   IMG = readstack(FNAME)
    %   IMG = readstack(FNAME, INDICES)
    %   IMG = readstack(FNAME, TYPE, DIM)
    %
    %   Description
    %
    %   IMG = readstack(FNAME)
    %   FNAME is the base name of the image.
    %   In the case of a bundle image, this is simply the name of the file.
    %   In the case of an image stored as several slices, this is the string
    %   common to each file with wildcard '#', '?' or '0' at the position of
    %   the slices indices.
    %   IMG is a 3-dimensional array of type uint8, size: X*Y*Z;
    %    or a 4 dimensional array for color images (X*Y*3*Z).
    %
    %   IMG = readstack(FNAME, INDICES)
    %   forces the number of dimensions of resulting array (slices images)
    %   FNAME: base filename of images, without end number (string)
    %   INDICES: indices of images to put for result. Ex:  [0:39]
    %
    %   IMG = readstack(FNAME, TYPE, DIM)
    %   forces the type and number of dimensions of resulting array.
    %   FNAME: name of the single stack file
    %   TYPE:  matlab type of data ('uint8', 'double'...)
    %   DIM:   size of final stack. Ex : [256 256 50].
    %   There is no support for binary raw stacks.
    %
    %   Examples:
    %   IMG = readstack('images???.tif');
    %   IMG = readstack('aStack.tif');
    %   IMG = readstack('files00.bmp');
    %   IMG = readstack('files00.bmp', 5:23);
    %   IMG = readstack('files00slices##.tif');
    %   IMG = readstack('rawData.raw', 'uint8', [256 256 50]);
    %
    %   See also:
    %   savestack, imread
    %
    %   ---------
    %   author: David Legland, david.legland(at)grignon-dot-inra.fr
    %   created the 10/09/2003.
     
    %% import a raw file. 
     
    % First argument is type of image ('uint8' usually), 
    % and second argument contains size of image to load.
    if length(varargin)>1
        type = varargin{1};
        dim = varargin{2};
     
        img = zeros(dim, type);
        f = fopen(fname, 'r');
        img(:) = fread(f, dim(1)*dim(2)*dim(3), ['*' type]);
     
        return;
    end
     
    % check if image stored in one bubndle file or as several stacks
    bundle =  sum(ismember('#?', fname))==0;
    if exist(fname, 'file')
        bundle = length(imfinfo(fname))>1;
    end
     
    if ~bundle    
        % images stored in several 2D files ------------------------
        % -> need to know numbers of slices to read.
     
        %% Compute the base name of the image, by removing '#', '?' or '0'
     
        % characters to replace with numbers
        chars = '#?0';
     
        index = [];    
        for c=1:length(chars)
            % identify number of chars in file name
            n=5;
            while isempty(index) && n>1
                n = n-1;
                index = strfind(fname, repmat(chars(c), [1 n]));
            end
     
            % escape if special characters has been found
            if  ~isempty(index)
                break;
            end
        end
     
        % In the case of several '00' parts, consider only the last one 
        index = index(length(index));
     
        % create file basename and endname
        len = length(fname);
        basename = fname(1:index-1);
        endname = fname(index+n:len);
     
     
        %% compute indices of slices to read
     
        if ~isempty(varargin)
            % slice indices are given as parameters
            range=varargin{1};
        else            
            % identify slices to read by detecting last index of slices
            i=0;
            while true
                % check existence of file for given index
                imgname = sprintf(['%s' sprintf('%%0%dd', n) '%s'], basename, i, endname);
                if ~exist(imgname, 'file')
                    break;
                end
                i = i+1;
            end
            % read slices from the first one to the last existing one
            range = 0:i-1;
        end
     
        %% Read each slice of the image
     
        % read slice for each range index
        string = [basename sprintf('%%0%dd', n)  endname];
     
        % adapt filename format to windows if needed
        if ispc
            string = strrep(string, '\', '\\');
        end    
     
        % read the first image
        img = imread(sprintf(string, range(1)));
     
        % read each image one after the other
        if length(size(img))==2
            % allocate memory
            img(1, 1, length(range))=0;
     
            % read each gray scale image successively
            for i=2:length(range)
                img(:,:,i) = imread(sprintf(string, range(i)));
            end
        else
            % pre-allocate memory
            img(1, 1, 1, length(range))=0;
     
            % read each color image successively
            for i=2:length(range)
                img(:,:,:,i) = imread(sprintf(string, range(i)));
            end
        end
     
    else
        % Image stored in one bundle file --------------------------
     
        % get image dimensions
        info = imfinfo(fname);
     
        % If input argument is found, it is used as the number of slices to
        % read. Anyway, read all the slices.
        range = 1:length(info);
        if ~isempty(varargin)
            range = varargin{1};
        end
     
        % read each slice of the 3D image
        img = imread(fname, range(1));
     
        if length(size(img))==2         % read gray scale images -----        
            % pre-allocate memory
            img(1, 1, length(range)) = 0;
     
            % add each slice successively
            for i=2:length(range)
                img(:,:,i) = imread(fname, range(i));
            end
        else                            % read color images      -----
            % pre-allocate memory
            img(1, 1, 1, length(range)) = 0;
     
            % add each slice successively
            for i=2:length(range)
                img(:,:,:,i) = imread(fname, range(i));
            end
        end 
    end
    Et sa petite soeur, la fonction savestack, qui sauve un tableau 3D ou 4D dans une série de fichiers. Pour écrire dans une série de fichier, on passe soit par une chaîne de la forme "img%03d.tif", soit par une succession de caractères "#" ou "?", qui seront remplacés par des chiffres.
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    function savestack(img, fname, varargin)
    %SAVESTACK Save an image stack to a file or a serie of files
    %
    %   If file name contains '??', '##' or '%0xd' (x being an integer), then
    %   the image is saved into a series of files, with increasing index.
    %
    %   Example :
    %   savestack(img, 'imgBundle.tif');        % save as stack
    %   savestack(img, 'imgBundle???.tif');     % save as image series
    %   savestack(img, 'imgBundle###.tif');     % save as image series
    %   savestack(img, 'imgBundle%03d.tif');    % save as image series
    %   
    %   savestack(..., OPTIONS)
    %   use options to write each slice. See imwrite to details.
    %
    %   See also:
    %   readstack, imwrite
    %
    %   ---------
    %   author: David Legland, david.legland(at)grignon.inra.fr
    %   created the 10/09/2003.
     
    dim = size(img);
     
    % replace wildcard '??' or '???' by wildcard '%02d' or '%03d'
    pos = strfind(fname, '?');
    npos = length(pos);
    if npos>0
        fname = strrep(fname, repmat('?', [1 npos]), ['%0' num2str(npos) 'd']);
    end
     
    % replace wildcard '##' or '###' by wildcard '%02d' or '%03d'
    pos = strfind(fname, '#');
    npos = length(pos);
    if npos>0
        fname = strrep(fname, repmat('#', [1 npos]), ['%0' num2str(npos) 'd']);
    end
     
    pos = strfind(fname, '%0');
    %if length(strfind(fname, '%'))>0 | slices
    if ~isempty(pos)
        % save a series of file, one file per slice of images
     
        % keep only the last '%0xd'
        pos = pos(end);
     
        % extract different parts of the file name
        basename = fname(1:pos-1);
        endname = fname(pos+4:end);
     
        % string format to compute image name
        % -> basename + indSlice + endName
        format = ['%s%0' fname(pos+2) 'd%s'];
     
        % save each slice of the image (gray-scale->3D or color->4D)
        if length(dim)==3
            for i=1:dim(3)
                fileName = sprintf(format, basename, i-1, endname);
                imwrite(img(:,:,i), fileName, ...
                    'WriteMode', 'overwrite', varargin{:});
            end
        else
            for i=1:dim(4)
                fileName = sprintf(format, basename, i-1, endname);
                imwrite(img(:,:,:,i), fileName, ...
                    'WriteMode', 'overwrite', varargin{:});
            end
        end
     
    else
        % save one file containing all slices of image
        if length(dim)==3
            % overwrite existing file
            imwrite(img(:,:,1), fname, varargin{:}, 'WriteMode', 'overwrite');
     
            % append other slices
            for i=2:dim(3)
                imwrite(img(:,:,i), fname, varargin{:}, ...
                    'WriteMode', 'append');
            end
        else
            % overwrite existing file
            imwrite(img(:,:,:,1), fname, varargin{:}, 'WriteMode', 'overwrite');
     
            % append other slices
            for i=1:dim(4)
                imwrite(img(:,:,:,i), fname, varargin{:}, ...
                    'WriteMode', 'append');
            end
        end
    end
    Les deux fonctions permettent de travailler avec des images en niveaux de gris (les images sont des tableaux 3D Ny-Nx-Nz), ou des images couleurs (dans ce cas les images sont des tableaux 4D Ny-Nx-3-Nz).

    Bon, je les ai déjà pas mal utilisées, mais un bug est toujours possible. Envoyez les rapports de bug par MP si possible, merci.

    A+
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  2. #2
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    Quelques remarques...

    Les codes que tu présentes ici ne sont pas identiques à ceux présents dans l'archive zip.

    Pour readstack :

    Ajoute la ligne suivante au tout début de ton code :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    error(nargchk(1,5,nargin)); % Vérifier le 5
    TYPE est déjà un nom de fonction MATLAB, change le ici (et par la suite) :
    Ligne 115, il y a un FOPEN sans FCLOSE correspondant.

    Ensuite :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    if length(size(img))==2
    s'écrit plus proprement :

    Le code en commentaire à partir de la ligne 255 ne sert à rien

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    string = [basename sprintf('%%0%dd', n)  endname];
    vu que tu utilises SPRITNF, s'écrit plus logiquement :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    string = sprintf('%s%%0%dd%s',basename, n, endname);
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    1
    2
    3
    	len = length(fname);
        basename = fname(1:index-1);
        endname = fname(index+n:len);
    devient simplement :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    1
    2
        basename = fname(1:index-1);
        endname = fname(index+n:end);
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    index = index(length(index));
    devient

    Pour finir, tu devrais récupérer l'extension des fichiers d'entrée avec FILEPARTS pour la passer ensuite dans IMREAD. Ce sera plus rapide.

    Pour savestack

    Ajoute la ligne suivante au tout début de ton code :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    error(nargchk(1,4,nargin)); % Vérifier le 4
    Il faut aussi ajouter un test sur le format d'image demandé en sortie car tous n'ont pas l'argument 'WriteMode' de IMWRITE (gif, tiff et hdf seulement)

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    1
    2
    3
    4
    5
    pos = strfind(fname, '?');
    npos = length(pos);
    if npos>0
        fname = strrep(fname, repmat('?', [1 npos]), ['%0' num2str(npos) 'd']);
    end
    s'écrit plus efficacement :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    1
    2
    3
    4
    5
    pos = strfind(fname, '?');
    if ~isempty(pos)
        npos = length(pos);
        fname = strrep(fname, repmat('?', [1 npos]), ['%0' num2str(npos) 'd']);
    end
    Ingénieur indépendant en mécatronique - Conseil, conception et formation
    • Conception mécanique (Autodesk Fusion 360)
    • Impression 3D (Ultimaker)
    • Développement informatique (Python, MATLAB, C)
    • Programmation de microcontrôleur (Microchip PIC, ESP32, Raspberry Pi, Arduino…)

    « J'étais le meilleur ami que le vieux Jim avait au monde. Il fallait choisir. J'ai réfléchi un moment, puis je me suis dit : "Tant pis ! J'irai en enfer" » (Saint Huck)

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