mrc

读写 .dv (deltavision) 和一些 mrc 图像文件格式。

注意，此模块旨在读取由 deltavision 显微镜使用的 MRC 变体 (.dv) 和 UCSF 的 IVE 库。有关常用于结构生物学的 MRC2014 文件格式，请参阅 mrcfile

（尽管 dv 和 mrc 格式非常相似，但从 UCSF 的 IVE 库演变而来的 priism/dv 文件具有略微不同的头格式，这阻止了 mrcfile 的工作）。

安装

pip install mrc

用法和API

新API：2021年10月

DVFile 是读者的重写，并将是未来唯一维护的读者。它不写入文件（有关旧API，请参阅）。

from mrc import DVFile, imread
import numpy as np

my_array = imread('some_file.dv')                          # read to numpy array
my_array = imread('some_file.dv', dask=True)               # read to dask array
my_array = imread('some_file.dv', xarray=True)             # read to xarray
my_array = imread('some_file.dv', xarray=True, dask=True)  # read to dask-xarray

# or open a file with DVFile
f = DVFile('some_file.dv')

# attributes:   # example output
f.path          # 'some_file.dv'
f.shape         # (10, 2, 256, 256)
f.ndim          # 4
f.dtype         # np.dtype('uint16')
f.sizes         # {'T': 10, 'C': 2, 'Y': 256, 'X': 256}

# array output
f.asarray()                # in-memory np.ndarray
np.asarray(f)              # alternative to f.asarray()
f.to_dask()                # delayed dask.array.Array
f.to_xarray()              # in-memory xarray.DataArray, with labeled axes/coords
f.to_xarray(delayed=True)  # delayed xarray.DataArray

# metadata
f.hdr           # Header as a named tuple
f.ext_hdr       # (optional) extended header info
f.voxel_size    # VoxelSize(x=0.65, y=0.65, z=1.0)

f.close()       # don't forget to close when done!
f.closed        # boolean, whether the file is closed

# ... or you can use it as a context manager
with DVFile('some_file.dv') as dvf:
    xarr = dvf.to_xarray()

旧API

以下较旧的API仍然存在于本包的 mrc 命名空间下。

此模块是从由 Sebastian Haase 编写的 priithon 包中提取的。

import mrc
import numpy as np

# Read a dv file
arr = mrc.imread('/path/to/file.dv')
# just a numpy array with the data...
isinstance(arr, np.ndarray)  # True

# additional info in stored in the arr.Mrc object.
# print it
arr.Mrc.info()
# or access particular fields:
print(arr.Mrc.header)
# dv files may have additional info in the extended header:
arr.Mrc.extended_header
# for instsance, timestamps for each channel at each timepoint:
arr.Mrc.extended_header['timeStampSeconds']

# or you can write a numpy array to DV format
arr = np.random.rand(23,3,256,256).astype('single')
mrc.imsave("/path/to/output.dv", arr,
    metadata={
        'dx': 0.08,
        'dy': 0.08,
        'dz': 0.125,
        'wave': [445, 528, 615, 0, 0]
    }
)

Priism (DV) MRC 头格式

此信息是从不再存在的页面 http://www.msg.ucsf.edu/IVE/IVE4_HTML/priism_mrc_header.html 存档的

MRC 头为 1024 字节，布局如下。每个字段都是以下格式之一

n 是一个 2 字节有符号整数 (NPY_INT16)

i 是一个 4 字节有符号整数 (NPY_INT32)

f 是一个 4 字节 IEEE 格式的浮点值 (NPY_FLOAT32)

cn 是一个长度为 n 个字符的字符串。

像素数据类型

用于图像像素值的数据类型，存储为 13 至 16 字节的带符号 32 位整数，由以下表格中的代码编号指定。

类型代码 5、6 和 7 不是标准的 MRC 类型，其他使用 MRC 文件的软件可能无法正确解释。

图像类型

Priism 图像的类型由标题字节 161 和 162 中的有符号 16 位整数给出。以下表格给出了这些类型的意义。一些图像类型使用的浮点属性 v1 和 v2 存储为标题中的 16 位有符号整数；存储时将值乘以 100 并四舍五入到最接近的整数，检索时除以 100。

0（IM_NORMAL_IMAGES）

用于正常图像数据。

1（IM_TILT_SERIES）

用于单轴倾斜系列，角度增量均匀。n1 指定倾斜轴（1 为 x，2 为 y，3 为 z），v1 为角度增量（度）。n2 将倾斜系列中的坐标与 3D 体积中的坐标相关联：假设的旋转中心是从标题中的 z 起始点加上 n2 乘以从标题中 z 像素间隔的一半。v2 总是零。

2（IM_STEREO_TILT_SERIES）

用于立体倾斜系列。n1 指定倾斜轴（1 为 x，2 为 y，3 为 z），v1 为角度增量（度），v2 为立体对之间的角度分离（度）。n2 总是零。

3（IM_AVERAGED_IMAGES）

用于平均图像。n1 是平均的节段数，n2 是平均节段之间的节段数。v1 和 v2 总是零。

4（IM_AVERAGED_STEREO_PAIRS）

用于平均立体对。n1 是平均的节段数，n2 是平均节段之间的节段数，v2 为立体对之间的角度分离（度）。v2 总是零。

5（IM_EM_TILT_SERIES）

用于电子断层扫描数据。倾斜角度存储在扩展标题中。

20（IM_MULTIPOSITION）

用于培养皿图像。以下数量在 n1 中进行位编码（每个的有效范围如下所示）：iwell（0-3）、ishape（0-1）、ibin（0-15）、ispeed（0-2）、igain（0-3）和 mag（0-1）。n2 是每个培养皿的场数。v1 是填充因子（.01 到 1.5，以 .01 为步长）。v2 未使用。

8000（IM_PUPIL_FUNCTION）

用于瞳孔函数图像。n1 和 n2 未使用。v1 是数值孔径乘以十。v2 是浸没介质折射率乘以一百。像素间隔和起始点的单位为每微米周期，而不是微米。

致谢

此软件包由Sebastian Haase创建，作为priithon软件包的一部分。它由Talley Lambert更新和维护。