Maktaba 10 Bora za Usindikaji wa Picha huko Python

Data ndiyo rasilimali muhimu zaidi inayomilikiwa na biashara katika enzi ya kisasa ya kidijitali, na sehemu kubwa ya data hii ina picha. Wanasayansi wa data wanaweza kuchakata picha hizi na kuzilisha katika miundo ya kujifunza kwa mashine (ML) ili kupata maarifa ya kina kwa ajili ya biashara. 

Usindikaji wa picha ni mchakato wa kubadilisha picha katika fomu za digital kabla ya kufanya shughuli maalum juu yao, ambayo hutoa taarifa muhimu. 

Kuna aina kadhaa kuu za usindikaji wa picha: 

• Taswira: Vitu visivyoonekana kwenye picha vinatambuliwa
• Recognition: Tambua vitu vilivyo kwenye picha
  
• Kuimarisha na kurejesha: Picha asili zimeimarishwa
• Utambuzi wa muundo: Miundo kwenye picha hupimwa
• Urejeshaji: Pata picha zinazofanana na asili kwa kutafuta hifadhidata kubwa

Mara tu biashara inapoamua kutumia usindikaji wa picha, kuna uwezekano wa maombi mengi. Kwa mfano, usindikaji wa picha mara nyingi hutumiwa katika utafiti wa matibabu na kuendeleza mipango sahihi ya matibabu. Inaweza pia kutumika kurejesha na kuunda upya sehemu mbovu za picha, au kutekeleza utambuzi wa uso. 

Ili kuchakata kiasi hiki kikubwa cha data kwa haraka na kwa ufanisi, wanasayansi wa data lazima wategemee zana za kuchakata picha kwa ajili ya kujifunza kwa mashine na kazi za kujifunza kwa kina. Maktaba nyingi za juu za usindikaji wa picha hutumiwa katika Python. 

Wacha tuangalie maktaba 10 bora zaidi za usindikaji wa picha huko Python: 

1. OpenCV

Inayoongoza kwenye orodha yetu ni OpenCV, ambayo ni maktaba ya programu huria ambayo ilitengenezwa na kutolewa na Intel mwaka wa 2000. OpenCV mara nyingi hutumwa kwa kazi za kuona kwenye kompyuta kama vile kutambua uso, kutambua kitu, utambuzi wa nyuso, sehemu za picha, na mengine mengi. 

Imeandikwa katika C++, OpenCV pia inakuja na karatasi ya Python na inaweza kutumika kando ya NumPy, SciPy, na Matplotlib. Mojawapo ya vipengele bora zaidi vya OpenCV ni kwamba maktaba ya maono ya kompyuta inabadilika kila mara kutokana na wachangiaji wake wengi kwenye Github. 

Maktaba ya kuchakata picha hutoa ufikiaji wa zaidi ya algoriti 2,500 za hali ya juu na za kawaida. Watumiaji wanaweza kutumia OpenCV kutekeleza kazi kadhaa mahususi kama vile kuondoa macho mekundu na kufuata miondoko ya macho. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya OpenCV: 

• Inatumiwa na makampuni makubwa kama IBM, Google, na Toyota
• Ufanisi wa algorithmic
• Ufikiaji mkubwa wa algoriti
• Violesura vingi

2. Picha ya Scikit

Maktaba nyingine ya juu ya usindikaji wa picha kwenye soko ni Scikit-Image, ambayo hutumiwa kwa karibu kila kazi ya maono ya kompyuta. Scikit-Image imeandikwa kwa sehemu katika Cython, ambayo ni lugha ya programu ambayo ni mchanganyiko wa Python. Muundo huu wa kipekee husaidia kufikia utendaji mzuri. 

Scikit-Image, ambayo hutumia safu za NumPy kama vitu vya picha, hutoa algoriti nyingi tofauti za ugawaji, ugeuzaji wa nafasi ya rangi, mabadiliko ya kijiometri, uchambuzi, mofolojia, utambuzi wa vipengele, na mengi zaidi.

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya Scikit-Image: 

• Chanzo wazi na rahisi kutumia 
• Bila malipo na vizuizi vya chini zaidi vya kisheria na leseni
• Versatile 
• Programu za ulimwengu halisi kama utabiri wa tabia ya watumiaji

3. SciPy

Hapo awali iliundwa kwa ajili ya ukokotoaji wa hisabati na kisayansi, SciPy pia ni maktaba ya juu ya kufanya uchakataji wa picha zenye pande nyingi kwa kuleta moduli ndogo ya scipy.ndimage. SciPy hutoa chaguo za kukokotoa kufanya kazi kwenye safu za n-dimensional Numpy. 

Maktaba hii ya kuchakata picha ni chaguo lingine bora ikiwa unatafuta anuwai ya programu kama vile sehemu za picha, ubadilishaji, picha za usomaji, utambuzi wa nyuso, uondoaji wa vipengele, na zaidi. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya Scipy: 

• Amri za kiwango cha juu na madarasa ya kuibua na kudhibiti data
• wazi chanzo
• Vipindi vya maingiliano na Python
• Madarasa, mtandao na taratibu za hifadhidata za upangaji programu sambamba

4. Mahota

Maktaba moja ya juu zaidi ya usindikaji wa picha huko Python ni Mahotas, ambayo hapo awali iliundwa kwa habari za picha za kibayolojia. Mahotas huwawezesha wasanidi programu kunufaika na vipengele vya kina kama vile mifumo ya mfumo wa binary na haralick. Inaweza kukokotoa picha za 2D na 3D kupitia moduli yake ya mahotas.features.haralick, na inatoa maelezo kutoka kwa picha ili kutekeleza uchakataji wa picha wa hali ya juu. 

Mahotas ina kazi nyingi maarufu kama vile Watershed, hesabu za pointi Convex, usindikaji wa kimofolojia, na kulinganisha violezo. Kuna zaidi ya vipengele 100 vya uwezo wa kuona wa kompyuta. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya Mahotas: 

• Zaidi ya 100 utendaji kwa maono ya kompyuta
• Vipengele vya hali ya juu
• Hukokotoa picha za 2D na 3D
• Kuongeza utendaji mpya kila wakati 

5. Mto/PIL

Maktaba nyingine ya chanzo-wazi cha kazi za usindikaji wa picha, Pillow ni toleo la juu la PIL (Python Imaging Library). Ukiwa na Pillow, unaweza kutekeleza michakato mingi katika uchakataji wa picha kama vile utendakazi wa pointi, uchujaji, na uendeshaji. 

Mto ni mojawapo ya maktaba ya juu ya kushughulikia picha kutokana na usaidizi wake kwa anuwai ya umbizo la picha. Maktaba ya usindikaji wa picha ni rahisi kutumia, na kuifanya kuwa mojawapo ya zana za kawaida kwa wanasayansi wa data wanaofanya kazi na picha. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya Pillow: 

• Usaidizi wa miundo mbalimbali ya picha kama vile JPEG na PNG
• Rahisi kutumia
• Mbinu mbalimbali za usindikaji wa picha
• Inatumika kwa kuongeza data ya mafunzo kwa shida za kuona kwa kompyuta

6. RahisiITK

SimpleITK inafanya kazi kwa njia tofauti kidogo kuliko maktaba zingine za kuchakata picha kwenye orodha hii. Badala ya kuzingatia picha kama safu, SimpleITK inazizingatia kama seti ya alama kwenye eneo la kawaida kwenye nafasi. Kwa maneno mengine, inafafanua eneo linalokaliwa na picha kama asili, saizi, nafasi, na mwelekeo wa matrix ya cosine. Hii huwezesha SimpleITK kuchakata picha kwa ufanisi na kutumia vipimo vya 2D, 3D, na 4D. 

SimpleITK mara nyingi hutumiwa kwa mgawanyiko wa picha na usajili wa picha, ambayo ni mchakato wa kufunika picha mbili au zaidi. 

Hapa kuna baadhi ya mambo muhimu ya SimpleITK: 

• Usaidizi wa picha za 2D na 3D
• Vipengele vya juu vya upangaji ambavyo hutoa utendakazi, kunyumbulika na ufanisi
• Mgawanyiko wa picha na usajili wa picha
• Huzingatia picha kama seti ya alama kwenye eneo halisi angani

7. matplotlib

Matplotlib ni chaguo jingine nzuri kwa maktaba ya usindikaji wa picha. Ni muhimu sana kama moduli ya picha ya kufanya kazi na picha kwenye Python, na inajumuisha njia mbili maalum za kusoma na kuonyesha picha. Matplotlib ni maalum katika mpangilio wa P2 kama maktaba ya taswira ya data ya majukwaa mengi kwenye safu za Numpy. 

Maktaba ya kuchakata picha kwa kawaida hutumiwa kwa taswira za 2D kama vile viwanja vya kutawanya, histogramu, na grafu za upau, lakini imethibitishwa kuwa muhimu kwa uchakataji wa picha kwa kutoa maelezo kutoka kwa picha. Ni muhimu kutambua kwamba Matplotlib haitumii fomati zote za faili. 

Hapa kuna mambo muhimu zaidi ya Matplotlib: 

• Rahisi na rahisi kutumia
• Hutoa picha za ubora wa juu na viwanja katika miundo mbalimbali
• wazi chanzo
• Imeboreshwa sana

8. Nambari ya Pili

Ingawa NumPy ni maktaba ya Python ya chanzo huria inayotumika kwa uchanganuzi wa nambari, inaweza pia kutumika kwa kazi za uchakataji wa picha kama vile kupunguza picha, kudhibiti pikseli, kuficha thamani za pikseli, na zaidi. NumPy ina matrix na safu nyingi za dimensional kama miundo ya data. 

NumPy pia inaweza kutumika kusaidia kupunguza rangi, uwekaji wa rangi mbili, kubandika kwa kipande, ubadilishaji chanya au hasi, na utendakazi mwingine mwingi. Picha pia zinaweza kuzingatiwa kuwa zimeundwa na safu, ambayo ndiyo huwezesha NumPy kufanya kazi tofauti za usindikaji wa picha. 

Hapa kuna baadhi ya mambo muhimu ya NumPy: 

• Hifadhi ya data iliyoshikamana
• Usindikaji wa kasi wa safu
• Husaidia na utendaji mwingi
• Utangamano wa data na maktaba zingine

9. Pgmagick

Inakaribia mwisho wa orodha yetu ni Pgmagick, ambayo ni maktaba nyingine ya juu ya Python ya usindikaji wa picha kwa maktaba ya GraphicMagick. Zana ya kuchakata picha ina mkusanyiko wa kuvutia wa zana na maktaba ambazo hutoa usaidizi katika uhariri wa picha na upotoshaji wa picha. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya Pgmagick:

• Mkusanyiko mkubwa wa zana na maktaba
• Uhariri wa picha na upotoshaji wa picha
• Inasaidia miundo mingi ya picha
• wazi chanzo

10. RahisiCV

Maktaba ya mwisho ya usindikaji wa picha katika Python kwenye orodha yetu ni SimpleCV, ambayo ni mfumo maarufu wa chanzo-wazi wa kuunda programu za maono ya kompyuta na usindikaji wa picha. SimpleCV ina kiolesura kinachoweza kusomeka kwa kamera, ubadilishaji wa umbizo, upotoshaji wa picha, uchimbaji wa vipengele, na zaidi. 

Maktaba ya usindikaji wa picha ni maarufu kati ya wale wanaotafuta kuunda kwa urahisi kazi za maono ya kompyuta. Huwawezesha watumiaji kupata ufikiaji wa maktaba za maono ya kompyuta zenye uwezo wa juu kama vile OpenCV bila kuhitaji kujifunza kuhusu fomati za faili, kina kidogo, nafasi za rangi, udhibiti wa akiba, na zaidi. 

Hapa ni baadhi ya mambo muhimu ya SimpleCV: 

• wazi chanzo
• Kiolesura kinachosomeka
• Unda kwa urahisi kazi za maono ya kompyuta
• Ufikiaji wa maktaba ya maono ya kompyuta yenye uwezo wa juu