MATLAB基礎(chǔ)與實(shí)例進(jìn)階-04

2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page1第4章MATLAB數(shù)據(jù)文件I/O【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解導(dǎo)入向?qū)У氖褂檬煜ATLAB文件的基本操作掌握MAT文件、二進(jìn)制文件、文本文件、音/視頻文件的讀寫2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page2導(dǎo)入向?qū)У氖褂?.1文件的基本操作4.2讀寫MAT文件4.3讀寫二進(jìn)制文件4.4第4章MATLAB數(shù)據(jù)文件I/O讀寫文本文件4.5操作音頻/視頻文件4.62023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page34.1導(dǎo)入向?qū)У氖褂么蜷_導(dǎo)入向?qū)Х绞剑簣?zhí)行【File】菜單下的【ImportData】命令；在MATLAB命令行中，鍵入指令uiimport；執(zhí)行【Start】菜單下子菜單下的【ImportWizard】命令2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page44.1導(dǎo)入向?qū)У氖褂?023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page54.1導(dǎo)入向?qū)У氖褂?023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page64.1導(dǎo)入向?qū)У氖褂?023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page74.2文件的基本操作4.2.1文件的打開與關(guān)閉4.2.2文件的位置控制2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page81.文件的打開與關(guān)閉fopen函數(shù)的語法形式如下：fileID=fopen(filename)fileID=fopen(filename,permission)fileID=fopen(filename,permission,machineformat)fileID=fopen(filename,permission,machineformat,encoding)[fileID,message]=fopen(filename,...)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page91.文件的打開與關(guān)閉函數(shù)各參數(shù)含義如下：filename：要打開的文件的名稱；permission：指定打開文件的模式，MATLAB中文件打開模式如表4-1所示；machineformat：指定文件中數(shù)據(jù)的數(shù)字格式；encoding：指定文件中數(shù)據(jù)的編碼方式；fileID：返回文件標(biāo)識(shí)；message：返回打開文件的消息。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page101.文件的打開與關(guān)閉permission說明r以只讀方式打開文件，該文件必須已存在r+以讀寫方式打開文件，該文件必須已存在w以只寫方式打開文件。該文件已存在則更新，不存在則創(chuàng)建新文件w+以讀寫方式打開文件。該文件已存在則更新；不存在則創(chuàng)建新文件a以只寫文件方式打開，把寫入的內(nèi)容增加到文件的結(jié)尾，文件不存在則創(chuàng)建新文件a+以讀寫方式打開文件，把寫入的內(nèi)容增加到文件的結(jié)尾，若文件不存在則創(chuàng)建新的文件W不進(jìn)行自動(dòng)洗帶的寫入數(shù)據(jù)（針對(duì)于磁帶機(jī)的特殊命令）A不進(jìn)行自動(dòng)洗帶的添加數(shù)據(jù)（針對(duì)于磁帶機(jī)的特殊命令）2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page111.文件的打開與關(guān)閉fclose語法形式如下：status=fclose(fileID)status=fclose('all')fileID：該參數(shù)為fopen函數(shù)返回的文件標(biāo)識(shí)；status：該參數(shù)為操作返回的結(jié)果。如果操作成功，則返回0，否則返回-1；fclose('all')表示關(guān)閉所有已經(jīng)打開的文件。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page122.文件的位置控制函數(shù)名稱說明fseek設(shè)定指針在文件中的位置ftell獲得指針在文件中的位置frewind重設(shè)指針到文件起始的位置feof判斷指針是否在文件結(jié)束位置2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page132.文件的位置控制函數(shù)fseek常用的語法形式如下：fseek(fileID,offset,origin)status=fseek(fileID,offset,origin)函數(shù)各參數(shù)含義如下：fileID：該參數(shù)為fopen函數(shù)返回的文件指針；offset：該參數(shù)為整數(shù)型變量，表示相對(duì)于指定位置需要的偏移字節(jié)數(shù)，正數(shù)表示向文件末尾偏移，負(fù)數(shù)表示向文件開頭偏移，0表示沒有相對(duì)偏移；origin：該參數(shù)可以是特定字符串，也可以是整數(shù)，表示指針在文件中的起始位置。status：函數(shù)返回的狀態(tài)，0表示操作成功，-1表示操作失敗。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page142.文件的位置控制

函數(shù)ftell用來獲得當(dāng)前文件指針的位置，其具體的調(diào)用格式為：

position=ftell(fileID)position為返回值，表示當(dāng)前文件指針的位置。position是以相對(duì)于文件開頭的字節(jié)數(shù)來表示的。如果返回值為-1，表示調(diào)用失敗。

函數(shù)frewind用于把文件指針重新設(shè)置到文件開頭，其語法形式如下：

frewind(fileID)函數(shù)feof用來判斷是否到達(dá)文件末尾，其語法形式如下：

status=feof(fileID)status為返回值，當(dāng)?shù)竭_(dá)文件末尾時(shí)，status為1；否則為0。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page152.文件的位置控制【例4-3】文件內(nèi)位置控制函數(shù)使用示例。%example4_3.m%clc;clearall;closeall;x=1:10filename='mydata.dat';fid=fopen(filename,'wb');%打開文件fwrite(fid,x,'int16'); %寫入數(shù)據(jù)fclose(fid); %關(guān)閉文件fid=fopen(filename,'rb');fseek(fid,5*2,'bof');%設(shè)定指針在文件中的位置y=fread(fid,2,'int16'); %讀取文件2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page162.文件的位置控制y=y.'pos=ftell(fid)/2%獲得當(dāng)前文件指針的位置frewind(fid); %把文件指針重新設(shè)置到文件開頭z=fread(fid,10,'int16');%判斷是否到達(dá)文件末尾z=z.'status=feof(fid)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page174.3讀寫MAT文件4.3.1MAT文件的寫入4.3.2MAT文件的讀取2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page18 mat文件是MATLAB專用的數(shù)據(jù)文件格式，以雙精度二進(jìn)制格式保存數(shù)據(jù)。它由128字節(jié)的mat文件頭和其后的數(shù)據(jù)單元組成，文件頭包括MATLAB的版本號(hào)、數(shù)據(jù)和文件被創(chuàng)建的時(shí)間等信息。4.3讀寫MAT文件2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page19 MATLAB中使用save函數(shù)可以將工作區(qū)中的數(shù)據(jù)保存為mat文件： savefilename[listofvariable][options]1.MAT文件的寫入2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page201.MAT文件的寫入【例4-4】save函數(shù)使用示例。%example4_4.m%clc;clearall;closeall;x1=20;x2=30;x3=40;y1=0;%創(chuàng)建變量savexdatax1x2%將x1，x2保存到文件xdata中， %數(shù)據(jù)類型默認(rèn)為mat數(shù)據(jù)格式savexdata2.datx1x2–ascii%將x1，x2以ascii格式保 %存到文件xdata2.dat中2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page21 MATLAB中使用load函數(shù)把磁盤中的mat文件數(shù)據(jù)讀入到工作區(qū)中： loadfilename[option]2.MAT文件的讀取2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page221.MAT文件的寫入【例4-5】load函數(shù)使用示例。將上例中兩個(gè)數(shù)據(jù)文件加載到MATLAB工作區(qū)中。>>loadxdata>>whosNameSizeBytesClassAttributesx11x18doublex21x18double>>loadxdata2.dat>>whosNameSizeBytesClassAttributesx11x18double2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page234.4讀寫二進(jìn)制文件4.4.1二進(jìn)制文件的寫入4.4.2二進(jìn)制文件的讀取2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page241.二進(jìn)制文件的寫入

函數(shù)fwrite以自定義格式把二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入文件。函數(shù)的語法形式如下：fwrite(fileID,A)fwrite(fileID,A,precision)fwrite(fileID,A,precision,skip)count=fwrite(...)函數(shù)各參數(shù)含義如下：fileID：fopen函數(shù)返回的文件標(biāo)識(shí)；A：需要寫入的數(shù)字或字符數(shù)組；skip：指定在每一次寫入輸出文件之前要跳過的字節(jié)數(shù)，如果數(shù)據(jù)類型為'bitn'或'ubitn'，則skip以比特為單位；count：返回寫入文件變量的數(shù)目。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page251.二進(jìn)制文件的寫入precision：該參數(shù)表示按指定的數(shù)據(jù)類型寫入，MATLAB支持的數(shù)據(jù)類型如表所示數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符說明數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符說明'char*1'8位字符'uint16'16位無符號(hào)整數(shù)'schar'8位有符號(hào)字符'uint32'32位無符號(hào)整數(shù)'uchar'8位無符號(hào)字符'uint64'64位無符號(hào)整數(shù)'int8'8位整數(shù)'float32'32位浮點(diǎn)數(shù)'int16'16位整數(shù)'float64'64位浮點(diǎn)數(shù)'int32'32位整數(shù)'bitn'n位帶符號(hào)整數(shù)(1≤n≤64)'int64'64位整數(shù)'ubitn'n位無符號(hào)整數(shù)(1≤n≤64)'uint8'8位無符號(hào)整數(shù)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page261.二進(jìn)制文件的寫入【例4-6】二進(jìn)制文件寫入示例：產(chǎn)生一個(gè)正弦信號(hào)，以二進(jìn)制方式將信號(hào)寫入文件中。filename='mywritedata.dat';x=1:500;y=100*sin(2*pi*0.02*x);

%產(chǎn)生正弦信號(hào)[fid,msg]=fopen(filename,'w');%以寫方式打開文件iffid>0count=fwrite(fid,y,'float64');disp([int2str(count)'valueswritten...']);status=fclose(fid);elsedisp(msg);end2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page272.二進(jìn)制文件的讀取

函數(shù)fread以用戶自定義格式從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)。函數(shù)的語法形式如下：A=fread(fileID)A=fread(fileID,sizeA)A=fread(fileID,sizeA,precision)A=fread(fileID,sizeA,precision,skip)A=fread(fileID,sizeA,precision,skip,machineformat)[A,count]=fread(...)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page282.二進(jìn)制文件的讀取函數(shù)各參數(shù)含義如下：fileID：fopen函數(shù)返回的文件標(biāo)識(shí)；sizeA：指定讀取文件中變量的數(shù)目，也就是返回矩陣A的維數(shù)；precision：指定讀取的數(shù)據(jù)類型。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page292.二進(jìn)制文件的讀取【例4-7】二進(jìn)制文件讀取示例：將上例中的數(shù)據(jù)文件讀入到工作區(qū)間。clc;clearall;closeall;filename='mywritedata.dat';[fid,msg]=fopen(filename,'r');%打開數(shù)據(jù)文件iffid>0[y,count]=fread(fid,'float64');%讀取數(shù)據(jù)文件disp([int2str(count)'valuesread...']);status=fclose(fid);elsedisp(msg);end2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page304.5讀寫文本文件4.5.1文本文件的寫入4.5.2文本文件的讀取2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page31函數(shù)說明csvread讀取以逗號(hào)作為間隔符的文本文件csvwrite保存數(shù)據(jù)到文本文件，以逗號(hào)作為間隔符dlmread按照指定的間隔符讀取文本文件的數(shù)據(jù)dlmwrte按照指定的間隔符將數(shù)據(jù)寫入文本文件textread按照指定的格式從文本文件中讀取數(shù)據(jù)文本文件的讀寫函數(shù)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page321.文本文件的寫入函數(shù)dlmwrte將數(shù)據(jù)按照指定的間隔符寫入到文本文件中，函數(shù)的語法形式如下：dlmwrite(filename,M)dlmwrite(filename,M,'attrib1',value1,'attrib2',value2,...)dlmwrite(filename,M,'-append')函數(shù)各參數(shù)含義如下：filename：指定需要寫入的文件名；M：寫入的數(shù)據(jù)矩陣；‘a(chǎn)ttrib1’，‘a(chǎn)ttrib2’…：函數(shù)的屬性列表。'-append'：以追加的方式寫入文件。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page331.文本文件的寫入函數(shù)csvwrite是以逗號(hào)為間隔將數(shù)據(jù)保存為文本文件，函數(shù)的語法形式如下：csvwrite(filename,M)csvwrite(filename,M,row,col)csvwrite是dlmwrite的一個(gè)特例，數(shù)據(jù)的分隔符為逗號(hào)，其余用法與dlmwrite類似。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page342.文本文件的讀取函數(shù)dlmread用于讀取有分隔符的ASCII文件到矩陣函數(shù)中，函數(shù)的語法形式如下：M=dlmread(filename,delimiter)M=dlmread(filename,delimiter,R,C)M=dlmread(filename,delimiter,range)函數(shù)各參數(shù)含義如下：filename：指定具有分割標(biāo)志的ASCII文件；delimiter：指定文件元素的分割符，默認(rèn)分隔符使用逗號(hào)；R、C：指定了數(shù)據(jù)在文件中的左上角位置。range：定義的區(qū)域塊的數(shù)值，range=[R1C1R2C2]。也可以使用電子表格符號(hào)來指定，range='A1..B7'；2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page352.文本文件的讀取textread函數(shù)的語法形式如下：[A,B,C,...]=textread(filename,format)[A,B,C,...]=textread(filename,format,N)[...]=textread(...,param,value,...)函數(shù)各參數(shù)含義如下：filename：指定讀取的文件名；format：指定讀取數(shù)據(jù)的格式，textread支持的讀取數(shù)據(jù)格式如表4-6所示；N：當(dāng)N為大于0的整數(shù)時(shí)，表示按format指定的數(shù)據(jù)格式讀取N次；當(dāng)N小于0時(shí)，讀取整個(gè)文件的數(shù)據(jù)；A,B,C,...：返回的數(shù)據(jù)變量，括號(hào)里面變量的個(gè)數(shù)必須和format中定義的個(gè)數(shù)相同。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page364.6操作音頻/視頻文件4.6.1音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放4.6.2視頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page371.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放auread函數(shù)：讀取NeXT/Sun格式的音頻文件auwrite函數(shù)：寫入NeXT/Sun格式的音頻文件wavread函數(shù)：讀取WAVE格式的音頻文件wavwrite函數(shù)：寫入WAVE格式的音頻文件sound函數(shù)：音頻播放2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page381.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放函數(shù)auread用于讀取NeXT/Sun格式的音頻文件，其常用的語法形式如下：y=auread(aufile)[y,Fs]=auread(aufile)[...]=auread(aufile,N)siz=auread(aufile,'size')函數(shù)各參數(shù)含義如下：aufile：指定讀取的音頻文件名稱；Fs：返回的音頻采樣率，單位為Hz；nbits：返回每個(gè)采樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)；N：從每個(gè)通道讀取前N個(gè)點(diǎn)；siz：返回音頻數(shù)據(jù)的實(shí)際大小，包括樣點(diǎn)數(shù)、通道數(shù)。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page391.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放與auread相對(duì)應(yīng)的寫入操作是auwrite，其常用的語法形式如下：auwrite(y,aufile)auwrite(y,Fs,aufile)auwrite(y,Fs,N,aufile)auwrite(y,Fs,N,method,aufile)N：指定音頻的編碼比特，N的取值可以是8或16；method：指定音頻的編碼方法，可以是'mu'或'linear。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page401.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放WAVE格式的讀寫函數(shù)為wavread和wavwrite，wavread函數(shù)的常用語法形式如下：y=wavread(filename)[y,Fs,nbits]=wavread(filename)[y,Fs,nbits,opts]=wavread(filename)[...]=wavread(filename,N)[...]=wavread(filename,[N1N2])siz=wavread(filename,'size')2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page411.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放WAVE格式的音頻文件寫入使用wavwrite，其常用語法形式如下：wavwrite(y,filename)wavwrite(y,Fs,filename)wavwrite(y,Fs,N,filename)2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page421.音頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放【例4-13】音頻文件的讀取與播放示例。clc;clearall;closeall;file='myaudio.wav';[x,fs,bits]=wavread(file);%讀入聲音文件（*.wav）sound(x,fs,bits);%數(shù)據(jù)通過聲卡轉(zhuǎn)換為聲音n=length(x);t=0:1/fs:1/fs*(n-1);y=x(:,1);%左聲道信號(hào)波形數(shù)據(jù)plot(t,y);title(['左聲道聲音波形']);xlabel(['采樣點(diǎn)數(shù)']);2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page432.視頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放視頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出

函數(shù)aviread讀取avi視頻文件得到MATLABmovie視頻幀，其常用的語法形式如下：mov=aviread(filename)mov=aviread(filename,index)其中index表示視頻幀的幀標(biāo)記，返回的mov為MATLABmovie的結(jié)構(gòu)體。2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社Page442.視頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出與播放視頻文件的導(dǎo)入導(dǎo)出函數(shù)avifile用于創(chuàng)建avi視頻文件，其常用的語法形式如下：aviobj=avifile(filename)avifile(filename,ParameterName,ParameterValue)其中ParameterName，ParameterValue指定了創(chuàng)建的視頻文件的各種參數(shù)，包括顏色模式、壓縮格式、質(zhì)量等2023/2/3機(jī)械工業(yè)出版社