【python 常用的數學科學/計算機視覺等工具】

當然有!在科學計算、機器學習、圖像處理等領域,scikit-learnscikit-image(skimage)、SciPyOpenCV 是非常重要的庫,但它們不是唯一的。以下是一些與它們類似或互補的項目,按照用途分類列出:


🧠 機器學習類(類似 scikit-learn)

庫名簡介適用場景
XGBoost高性能梯度提升樹(GBDT)庫結構化數據建模、Kaggle比賽常用
LightGBM微軟出品的快速GBDT實現大規模訓練、速度優先
CatBoostYandex出品,支持類別特征的GBDT類別數據很多的場景
TensorFlowGoogle推出的深度學習框架復雜神經網絡建模
PyTorchFacebook開發,動態圖計算框架學術研究、CV/NLP
Statsmodels專注于統計建模回歸分析、時間序列
H2O.ai分布式機器學習平臺企業級自動建模

🧮 科學計算類(類似 scipy)

庫名簡介功能
NumPy數值計算核心庫向量、矩陣、廣播、FFT 等
SciPy構建于 NumPy 之上優化、積分、微分方程、信號處理等
SymPy符號計算(代數計算)解方程、化簡、符號微分等
NumbaJIT 編譯器加速 NumPy 代碼性能提升,寫原生 Python 即可
CuPyNumPy 的 GPU 版本GPU 上加速矩陣計算
Theano(已停更)數學表達式的編譯器TensorFlow 的前身

🖼? 圖像處理類(類似 scikit-image 和 OpenCV)

庫名簡介優勢
scikit-image基于 NumPy 的圖像處理庫與 Python 科學堆棧無縫集成
OpenCV (cv2)全功能計算機視覺庫圖像、視頻、攝像頭、實時CV
Pillow (PIL)圖像讀寫和簡單操作輕量且適合初學者
imageio讀寫圖像/視頻/GIF等與 Pillow 類似,更通用
PyTorch torchvision深度學習圖像預處理和模型與 PyTorch 一起用
Albumentations圖像增強庫數據增強功能強大,CV比賽常用
SimpleITK醫學圖像處理支持 DICOM、NIfTI 等格式

📊 數據處理與分析(類似 Pandas)

庫名簡介場景
Pandas表格數據處理核心庫數據清洗、分析
Dask并行化的 Pandas/Numpy處理超大數據集
PolarsRust 編寫的 DataFrame 庫更快的列式處理
Vaex內存外 DataFrame用于十億行數據分析
PyArrowApache Arrow 的 Python 實現高效序列化、支持共享內存

? 時間序列分析

庫名簡介
statsmodels.tsaARIMA, SARIMA 等
ProphetFacebook 出品的時間序列預測庫
tsfresh時間序列特征自動提取
sktimescikit-learn 風格的時間序列庫

🧪 自動機器學習(AutoML)

庫名簡介
Auto-sklearn自動調參、特征工程、模型選擇
TPOT基因算法搜索模型流程
H2O AutoML企業級 AutoML
FLAML微軟的輕量化 AutoML

🔌 其他值得關注的生態工具

工具用途
joblib模型存儲、并行計算
matplotlib, seaborn, plotly可視化
mlflow機器學習實驗管理
optuna, ray[tune]超參數優化
huggingface/transformersNLP 模型庫(BERT、GPT等)

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