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Add read_nwb_sorting_analyzer: build a SortingAnalyzer from an NWB Units table #4645
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| Original file line number | Diff line number | Diff line change | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
@@ -7,7 +7,14 @@ | |||||||||||
| import numpy as np | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| from spikeinterface import get_global_tmp_folder | ||||||||||||
| from spikeinterface.core import BaseRecording, BaseRecordingSegment, BaseSorting, BaseSortingSegment | ||||||||||||
| from spikeinterface.core import ( | ||||||||||||
| BaseRecording, | ||||||||||||
| BaseRecordingSegment, | ||||||||||||
| BaseSorting, | ||||||||||||
| BaseSortingSegment, | ||||||||||||
| SortingAnalyzer, | ||||||||||||
| get_default_analyzer_extension_params, | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
| from spikeinterface.core.core_tools import define_function_from_class | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| if importlib.util.find_spec("pynwb") is not None: | ||||||||||||
|
|
@@ -1681,3 +1688,285 @@ def read_nwb(file_path, load_recording=True, load_sorting=False, electrical_seri | |||||||||||
| outputs = outputs[0] | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| return outputs | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
| def read_nwb_as_analyzer( | ||||||||||||
| file_path: str | Path, | ||||||||||||
| t_start: float | None = None, | ||||||||||||
| sampling_frequency: float | None = None, | ||||||||||||
| electrical_series_path: str | None = None, | ||||||||||||
| unit_table_path: str | None = None, | ||||||||||||
| stream_mode: Literal["fsspec", "remfile", "zarr"] | None = None, | ||||||||||||
| stream_cache_path: str | Path | None = None, | ||||||||||||
| cache: bool = False, | ||||||||||||
| storage_options: dict | None = None, | ||||||||||||
| use_pynwb: bool = False, | ||||||||||||
| group_name: str | None = None, | ||||||||||||
| compute_extra: List[str] | None = ["unit_locations", "correlograms"], | ||||||||||||
| compute_extra_params: dict | None = None, | ||||||||||||
| verbose: bool = False, | ||||||||||||
| ) -> SortingAnalyzer: | ||||||||||||
| import pandas as pd | ||||||||||||
| from spikeinterface.metrics.template import ComputeTemplateMetrics | ||||||||||||
| from spikeinterface.metrics.quality import ComputeQualityMetrics | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # try to read recording object to get the analyzer | ||||||||||||
| try: | ||||||||||||
|
Member
There was a problem hiding this comment. Choose a reason for hiding this commentThe reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more. This |
||||||||||||
| recording = NwbRecordingExtractor( | ||||||||||||
| file_path=file_path, | ||||||||||||
| electrical_series_path=electrical_series_path, | ||||||||||||
| stream_mode=stream_mode, | ||||||||||||
| stream_cache_path=stream_cache_path, | ||||||||||||
| cache=cache, | ||||||||||||
| storage_options=storage_options, | ||||||||||||
| use_pynwb=use_pynwb, | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
| except Exception: | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print("Could not load recording, proceeding without it") | ||||||||||||
| recording = None | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| t_start_tmp = 0 if t_start is None else t_start | ||||||||||||
|
Member
There was a problem hiding this comment. Choose a reason for hiding this commentThe reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Suggested change
You can't pass an electical_series_path and a t_start. Something like this? |
||||||||||||
|
|
||||||||||||
| sorting_tmp = NwbSortingExtractor( | ||||||||||||
| file_path=file_path, | ||||||||||||
| electrical_series_path=electrical_series_path, | ||||||||||||
| unit_table_path=unit_table_path, | ||||||||||||
| stream_mode=stream_mode, | ||||||||||||
| stream_cache_path=stream_cache_path, | ||||||||||||
| cache=cache, | ||||||||||||
| storage_options=storage_options, | ||||||||||||
| use_pynwb=use_pynwb, | ||||||||||||
| t_start=t_start_tmp, | ||||||||||||
| sampling_frequency=sampling_frequency, | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| if recording is None and t_start is None: | ||||||||||||
| # re-estimate t_start from spike times | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print("Re-estimating t_start from spike_times") | ||||||||||||
| t_start_new = np.min(sorting_tmp._sorting_segments[0].spike_times_data) - 0.001 | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print(f"Found new t_start: {t_start_new} s") | ||||||||||||
| sorting = NwbSortingExtractor( | ||||||||||||
| file_path=file_path, | ||||||||||||
| electrical_series_path=electrical_series_path, | ||||||||||||
| unit_table_path=unit_table_path, | ||||||||||||
| stream_mode=stream_mode, | ||||||||||||
| stream_cache_path=stream_cache_path, | ||||||||||||
| cache=cache, | ||||||||||||
| storage_options=storage_options, | ||||||||||||
| use_pynwb=use_pynwb, | ||||||||||||
| t_start=t_start_new, | ||||||||||||
| sampling_frequency=sampling_frequency, | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| sorting = sorting_tmp | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| if use_pynwb: | ||||||||||||
| units = sorting.units_table | ||||||||||||
| colnames = units.colnames | ||||||||||||
| units = units.to_dataframe(index=True) | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| units_dset = sorting._file["units"] | ||||||||||||
| units = _create_df_from_nwb_table(units_dset) | ||||||||||||
| colnames = units.columns | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| electrodes_indices = None | ||||||||||||
| if use_pynwb: | ||||||||||||
| electrodes_table = sorting._nwbfile.electrodes.to_dataframe(index=True) | ||||||||||||
| if "electrodes" in colnames: | ||||||||||||
| electrodes_indices = units["electrodes"] | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| electrodes_table = _create_df_from_nwb_table(sorting._file["/general/extracellular_ephys/electrodes"]) | ||||||||||||
| if "electrodes" in colnames: | ||||||||||||
| electrodes_indices = electrodes_indices = units["electrodes"][:] | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| if electrodes_indices is not None: | ||||||||||||
| # here we assume all groups are the same for each unit, so we just check one. | ||||||||||||
| if "group_name" in electrodes_table.columns: | ||||||||||||
| group_names = np.array([electrodes_table.iloc[int(ei[0])]["group_name"] for ei in electrodes_indices]) | ||||||||||||
| if len(np.unique(group_names)) > 0: | ||||||||||||
| if group_name is None: | ||||||||||||
| raise Exception( | ||||||||||||
| f"More than one group, use group_name option to select units. Available groups: {np.unique(group_names)}" | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| unit_mask = group_names == group_name | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print(f"Selecting {sum(unit_mask)} / {len(units)} units from {group_name}") | ||||||||||||
| sorting = sorting.select_units(unit_ids=sorting.unit_ids[unit_mask]) | ||||||||||||
| units = units.loc[units.index[unit_mask]] | ||||||||||||
| electrodes_indices = units["electrodes"] | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # TODO: figure out sparsity | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # handle recording if available | ||||||||||||
| if recording is not None: | ||||||||||||
| # check groups | ||||||||||||
| group_names = np.unique(recording.get_channel_groups()) | ||||||||||||
| if group_name is not None and len(group_names) > 1: | ||||||||||||
| recording = recording.split_by("group")[group_name] | ||||||||||||
| rec_attributes = None | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| recording = None | ||||||||||||
| rec_attributes = {} | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # get sliced electrodes table from electrode_indices union | ||||||||||||
| electrode_indices_all = [] | ||||||||||||
| for ei in electrodes_indices: | ||||||||||||
| electrode_indices_all.extend(ei) | ||||||||||||
| electrode_indices_all = np.sort(np.unique(electrode_indices_all)) | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print(f"Found {len(electrode_indices_all)} electrodes") | ||||||||||||
| electrodes_table_sliced = electrodes_table.iloc[electrode_indices_all] | ||||||||||||
| if "channel_name" in electrodes_table_sliced: | ||||||||||||
| channel_ids = electrodes_table_sliced["channel_name"][:] | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| channel_ids = electrodes_table_sliced["id"][:] | ||||||||||||
| num_samples = [sorting.to_spike_vector()[-1]["sample_index"]] | ||||||||||||
| rec_attributes = dict( | ||||||||||||
| channel_ids=channel_ids, | ||||||||||||
| sampling_frequency=sorting.sampling_frequency, | ||||||||||||
| num_channels=len(channel_ids), | ||||||||||||
| num_samples=num_samples, | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
| # make a probegroup | ||||||||||||
| electrode_colnames = electrodes_table_sliced.columns | ||||||||||||
| assert ( | ||||||||||||
| "rel_x" in electrode_colnames and "rel_y" in electrode_colnames | ||||||||||||
| ), "'rel_x' and 'rel_y' should be columns in the electrode name" | ||||||||||||
| locations = np.array([electrodes_table_sliced["rel_x"][:], electrodes_table_sliced["rel_y"][:]]).T | ||||||||||||
| probegroup = _create_dummy_probegroup_from_locations(locations) | ||||||||||||
| rec_attributes["probegroup"] = probegroup | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # instantiate analyzer | ||||||||||||
| analyzer = SortingAnalyzer.create_memory( | ||||||||||||
| sorting=sorting, recording=recording, sparsity=None, rec_attributes=rec_attributes, return_in_uV=True | ||||||||||||
| ) | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # templates | ||||||||||||
| if "waveform_mean" in units: | ||||||||||||
| from spikeinterface.core.analyzer_extension_core import ComputeTemplates, ComputeRandomSpikes | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # compute random spikes, which is a dependency for templates | ||||||||||||
| # since we don't know the spike samples, we compute with method 'all' | ||||||||||||
| analyzer.compute("random_spikes", method="all") | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # instantiate templates | ||||||||||||
| templates_ext = ComputeTemplates(sorting_analyzer=analyzer) | ||||||||||||
| templates_avg_data = np.array([t for t in units["waveform_mean"].values]).astype("float") | ||||||||||||
| total_ms = templates_avg_data.shape[1] / analyzer.sampling_frequency * 1000 | ||||||||||||
| # estimate ms_before and ms_after from minimum point in the average template | ||||||||||||
| nbefore = np.unravel_index(np.argmin(templates_avg_data, axis=1), templates_avg_data.shape)[1] | ||||||||||||
| print(nbefore) | ||||||||||||
| ms_before = int(nbefore / analyzer.sampling_frequency * 1000) | ||||||||||||
| ms_after = int(total_ms - ms_before) | ||||||||||||
| template_params = {} | ||||||||||||
| template_params["ms_before"] = ms_before | ||||||||||||
| template_params["ms_after"] = ms_after | ||||||||||||
| template_params["operators"] = ["average", "std"] | ||||||||||||
| templates_ext.set_params(**template_params) | ||||||||||||
| templates_avg_data = np.array([t for t in units["waveform_mean"].values]).astype("float") | ||||||||||||
| templates_ext.data["average"] = templates_avg_data | ||||||||||||
| if "waveforms_sd" in units: | ||||||||||||
| templates_std_data = np.array([t for t in units["waveform_sd"].values]).astype("float") | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| templates_std_data = np.zeros_like(templates_avg_data) | ||||||||||||
| templates_ext.data["std"] = templates_std_data | ||||||||||||
| templates_ext.run_info["run_completed"] = True | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| analyzer.extensions["templates"] = templates_ext | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| template_metric_columns = ComputeTemplateMetrics.get_metric_columns() | ||||||||||||
| quality_metric_columns = ComputeQualityMetrics.get_metric_columns() | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| template_metrics_df = pd.DataFrame(index=sorting.unit_ids) | ||||||||||||
| quality_metric_df = pd.DataFrame(index=sorting.unit_ids) | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| for col in units.columns: | ||||||||||||
| if col in template_metric_columns: | ||||||||||||
| template_metrics_df.loc[:, col] = units[col].values | ||||||||||||
| if col in quality_metric_columns: | ||||||||||||
| quality_metric_df.loc[:, col] = units[col].values | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| if len(template_metrics_df.columns) > 0: | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print("Adding template metrics") | ||||||||||||
| template_metrics_ext = ComputeTemplateMetrics(analyzer) | ||||||||||||
| template_metrics_ext.data["metrics"] = template_metrics_df | ||||||||||||
| template_metrics_ext.run_info["run_completed"] = True | ||||||||||||
| # cast to correct dtypes | ||||||||||||
| template_metrics_ext._cast_metrics() | ||||||||||||
| analyzer.extensions["template_metrics"] = template_metrics_ext | ||||||||||||
| if len(quality_metric_df.columns) > 0: | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print("Adding quality metrics") | ||||||||||||
| quality_metrics_ext = ComputeQualityMetrics(analyzer) | ||||||||||||
| quality_metrics_ext.data["metrics"] = quality_metric_df | ||||||||||||
| quality_metrics_ext.run_info["run_completed"] = True | ||||||||||||
| quality_metrics_ext._cast_metrics() | ||||||||||||
| analyzer.extensions["quality_metrics"] = quality_metrics_ext | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| # compute extra required | ||||||||||||
| if compute_extra is not None: | ||||||||||||
| if verbose: | ||||||||||||
| print(f"Computing extra extensions: {compute_extra}") | ||||||||||||
| compute_extra_params = {} if compute_extra_params is None else compute_extra_params | ||||||||||||
| analyzer.compute(compute_extra, **compute_extra_params) | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| return analyzer | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
| def _create_dummy_probegroup_from_locations(locations, shape="circle", shape_params={"radius": 1}): | ||||||||||||
| """ | ||||||||||||
| Creates a "dummy" probe based on locations. | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| Parameters | ||||||||||||
| ---------- | ||||||||||||
| locations : np.array | ||||||||||||
| Array with channel locations (num_channels, ndim) [ndim can be 2 or 3] | ||||||||||||
| shape : str, default: "circle" | ||||||||||||
| Electrode shapes | ||||||||||||
| shape_params : dict, default: {"radius": 1} | ||||||||||||
| Shape parameters | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| Returns | ||||||||||||
| ------- | ||||||||||||
| probe : Probe | ||||||||||||
| The created probe | ||||||||||||
| """ | ||||||||||||
| from probeinterface import Probe, ProbeGroup | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| ndim = locations.shape[1] | ||||||||||||
| assert ndim == 2 | ||||||||||||
| probe = Probe(ndim=2) | ||||||||||||
| probe.set_contacts(locations, shapes=shape, shape_params=shape_params) | ||||||||||||
| probe.set_device_channel_indices(np.arange(len(probe.contact_positions))) | ||||||||||||
| probe.create_auto_shape() | ||||||||||||
| probegroup = ProbeGroup() | ||||||||||||
| probegroup.add_probe(probe) | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| return probegroup | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
| def _create_df_from_nwb_table(group): | ||||||||||||
| """Makes pandas DataFrame from hdf5/zarr NWB group""" | ||||||||||||
| import pandas as pd | ||||||||||||
|
|
||||||||||||
| colnames = list(group.keys()) | ||||||||||||
| data = {} | ||||||||||||
| for col in colnames: | ||||||||||||
| if "_index" in col: | ||||||||||||
| continue | ||||||||||||
| item = group[col][:] | ||||||||||||
| if f"{col}_index" in colnames: | ||||||||||||
| item = np.split(item, group[f"{col}_index"][:])[:-1] | ||||||||||||
| data[col] = item | ||||||||||||
| elif item.ndim > 1: | ||||||||||||
| data[col] = [item_flat for item_flat in item] | ||||||||||||
| else: | ||||||||||||
| data[col] = item | ||||||||||||
| df = pd.DataFrame(data=data) | ||||||||||||
| df.set_index("id", inplace=True) | ||||||||||||
| return df | ||||||||||||
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