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

Question

我正在尝试将以下代码从 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困境:特别是试图找到等效的功能。

尝试过 scipy.org(NumPy_for_Matlab_Users 等)，但我不确定我的论点是否具有正确的格式/数字)

我本来是用pyserial的

ser.read()

读取数据然后

ord()

要将其转换为整数，但此 MATLAB 代码采用另一种方式 ('uchar')

我的主要问题是

fopen
fread
find
repmat

还有整个绘图部分，因为我对 Python(MatPlotLib？)的了解更少

MATLAB 也倾向于以“1”开头，而 Python 使用 0:我也尝试更改这些，但错过了一些我不确定的内容。

Python 是否对用冒号分隔的整个范围感到满意

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

还是不行？

所以，这是 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')

非常感谢收到所有建议!

戴夫!

Answer 1

嗯...很多东西。

Python 没有end 关键字，因此您显然需要阅读更多有关 Python 语法的信息。

Python 数组和切片使用 [] 而不是 () 进行索引。例如，范围表示为 range(0,10)，但 Matlab 意义上的切片仅存在于 numpy 等扩展包中，并且每个都有自己的接口(interface)。

是的，您想使用 matplotlib 进行绘图，它与 Matlab 的绘图界面具有几乎相同的功能，至少在这个级别上是这样。

您似乎在猜测 Python 将在某个随机包中具有与 Matlab 相同的方法名称。这不是一个好计划。相反，在其在线文档中查找 Matlab 方法，确切地了解它的作用，然后阅读 Python 包文档以找到可以执行所需操作的方法。这可能不存在，但我敢打赌，在一个如此简单的程序中，您需要的大部分都将存在。

在将任何 Matlab 代码转换为其他语言时，您需要了解的最重要的事情是 Matlab 数组的工作方式，这是非常不寻常的(但对于其目标应用程序来说非常好)。 Numpy 具有大致相同的功能，但它们的表示法完全不同。

串行模块已经在端口上给了你一个打开的文件对象，所以你不需要fopen。

我认为您需要花大量时间阅读 Python 和 Matlab 的文档，因为很明显您目前两者都不了解。

别让我让你气馁，我只是诚实地告诉你你的处境。