MATLAB到Python代码转换(NumPy、SciPy、MatplotLib?)

vulvrdjw  于 2022-12-10  发布在  Python
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我正在尝试将下面的代码从MATLAB转换为Python,用于EEG项目(部分原因是Python稍微便宜一点!)
希望有人能给我指出正确的方向:我已经开始改变它,但陷入了困境:特别是试图找到等效功能。
已尝试scipy.org(NumPy_for_Matlab_Users等),但我不确定参数的格式/数字是否正确)
我最初用的是pyserial

ser.read()

读取数据,然后

ord()

将其转换为整数,但这段MATLAB代码采用了另一种方式('uchar')
我的主要问题是

fopen
fread
find
repmat

而整个绘图部分,因为我对Python中的这一点更不了解(MatPlotLib?)
MATLAB也倾向于以“1”开头,而Python使用0:我也试过改变这些,但错过了一些我不确定的。
Python对用冒号分隔的整个范围满意吗

...repmat(0:2:10, .....

还是没有?
下面是MATLAB:

% EEG data grabber and plotter

N = 256;    % Required number of sample frames

% Read in a block of data from the OpenEEG board
hCom = serial('COM1','BaudRate',57600,'timeout',5);
fopen(hCom);
numBlocks = (ceil(17*N/256) + 1);
rawdata = zeros(numBlocks*256,1);
for n = 1:numBlocks
    rawdata((0:255) + n*256) = fread(hCom, 256, 'uchar');  % Read data
end
fclose(hCom);

% Convert raw data into a Matlab matrix
% First find the first frame start
startIndex = find(rawdata == 165);
while(rawdata(startIndex(1) + 1) ~= 90)
   startIndex = startIndex(2:end);
end
% Now extract the samples
frameStarts = (0:(N-1))'*17 + startIndex(1);
indices = 4 + repmat(frameStarts, 1, 6) + repmat(0:2:10, length(frameStarts), 1);
eegData = (rawdata(indices)*256 + rawdata(indices + 1)) - 512;
% eegData is now a N by 6 matrix, each column is a channel of sampled data

% Plot time-series data
figure(1)
subplot(2,1,1)
plot((0:255)/256,eegData(:,1:2))
xlabel('Time [s]');
ylabel('EEG data'); 
% Calculate FFT and plot spectra
subplot(2,1,2)
window = 0.5 - 0.5 * cos(2*pi*(0:255)/255); % Von-Hann Window
f = abs(fft(repmat(window',1,2) .* eegData(:,1:2)));
plot((0:127),f(1:128,:))
xlabel('Frequency [Hz]');
ylabel('EEG FFT');

这是我可怜的表弟版本

import scipy
import serial                       #Serial Module to read serial port
from numpy import ceil,zeros        #Ceil module & zeros for blank matrix

N = 256    #no of sample frames (256 = 1s)

#Reads a block of data from the serial port

ser = serial.Serial('COM18',57600,timeout=5)

scipy.fopen(ser)       #MATLAB CODE: fopen(ser)  is this correct????

numBlocks = (ceil(17*N/256) + 1)
rawdata = scipy.zeros(numBlocks*256,1)
for n = 1:numBlocks
    rawdata((0:255) + n*256) = numpyio.fread(ser,256,'i')  # read each byte as     unsigned integer
end
ser.close()

#convert raw data to MATLAB matrix
#find start of frame (1st Byte always 165, 2nd always 90)

startIndex = find(rawdata == 165);
while (rawdata(startIndex(0) + 1) ~=90) #confirms 165,90 sequence
    startIndex = startIndex(1:end) #uses rest of frame as data
end

#Extraction of sample values

#MATLAB CODE
frameStarts = (0: (N-1))'*17 + startIndex(1);      #'#how to transpose matrix('): zip()??
indices = 4 + (numpy.tile(frameStarts, 1,6)) + (numpy.tile(0:2:10,length(frameStarts), 1); 
eegData = (rawdata(indices)*256 + rawdata(indices +1)) - 512  #values are unsigned     integers 0-1023 and must subtract 512 for actual value
#eeg data now N*6 Matrix each column is a channel of data

#MATLAB CODE: plot time series data  (MatPlotLib?)

figure(1)
subplot (2,1,1)
plot((0:255)/256,eegData(:,1:2))
xlabel('Time [s]')
ylabel('EEG Voltage')
#fft
subplot(2,1,2)
window = 0.5 - 0.5*cos(2*pi*(0:255)/255);
f = abs(fft(repmat(window',1,2) .* eegData(:,1:2)))    '#repmat=tile()? matrix     transposition (')?
plot((0:127),f(1:128,:))
xlabel('Freq [Hz]')
ylabel('EEG FFT')

感谢您的所有建议!
大卫!大卫!

krugob8w

krugob8w1#

很多事
Python没有end关键字,所以你显然需要阅读更多关于Python语法的内容。
Python数组和切片的索引是[],而不是()。例如,范围表示为range(0,10),但Matlab意义上的切片只存在于numpy这样的扩展包中,并且每一个都有自己的接口。
是的,你想用matplotlib来绘图,它和Matlab的绘图界面有着几乎相同的功能,至少在这个级别上是这样。
看起来你在猜测Python会在某个随机的包中使用与Matlab相同的方法名。这不是一个好的计划。相反,在它的在线文档中查找Matlab方法,找出它的确切功能,然后阅读Python包文档中的一个方法,它可以完成你想要的功能。这可能不存在,但我敢打赌,在这样一个简单的程序中,你需要的大多数人都会。
在将Matlab代码转换为其他语言时,最重要的是要了解Matlab数组的工作方式,这是非常不寻常的(但对于目标应用程序来说非常好)。Numpy具有大致相同的功能,但使用了完全不同的符号。
串行模块已经在端口上为您提供了一个打开的文件对象,因此您不需要fopen。
我认为你需要花很多时间阅读Python和Matlab的文档,因为很明显你现在既不理解也不理解。
别让我打击你,我只是实话实说。

btxsgosb

btxsgosb2#

一个小问题--两者之间的索引是不同的。如果你只是像你所做的那样,把所有的东西从MATLAB复制到Python,你会非常非常困惑。MATLAB x(1:5:end)翻译成Python x[0::5]。回到NumPy for MATLAB Users,向下浏览名为“线性代数等价物”的部分(大约在页面的一半)。它提供了一个如何来回转换的字典。

fnvucqvd

fnvucqvd3#

这可能有用,也可能没用,但你可能想试试Matlab到Python的转换器,比如mat2py。我从来没有试过,但它可能会保存一些时间。另外,还有关于Matlab到Numpy转换的this page,它可能会帮助你了解两者之间的区别。

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