Python读写mat文件（使用scipy.io）

Posted 2023-04-03 天河逐月

在matlab中，数据可保存为mat文件，使用save和load命令可进行读写操作。而在Python中，也可以对mat文件进行读写。

一、由matlab向Python传数据（Python读取mat文件）

第一步：使用matlab创建变量并保存至mat文件

使用matlab分别创建数、数组、元胞数组等类型的变量，然后保存到mat文件中。

clear
path = 'D:\\temp\\mydata.mat';  % 用于存放mat文件的路径
n = 12;  % 数
s = 'Hello';  % 字符串
A = [1,2,3,4,5; 6,7,8,9,0];  % 数组
C = 'str1','str2','str3'; 'str4','str5','str6';  % 元胞数组
save(path, 'n', 's', 'A', 'C');  % 保存上述变量

注意存放mat文件的文件夹必须存在，即要事先创建好，否则会报错。

保存后，来读取一下其中的数据：

 可以确定上述变量已保存至mat文件。

第二部，使用Python读取上述mat文件

使用scipy.io中的loadmat方法对mat文件进行读取。编辑代码如下：

from scipy.io import loadmat

path = r"D:\\temp\\mydata.mat"  # mat文件路径
data = loadmat(path)  # 读取mat文件
print(data.keys())  # 查看mat文件中包含的变量

Out:
dict_keys(['__header__', '__version__', '__globals__', 'A', 'C', 'n', 's'])

可见读取到的mat文件中包含变量n、s、A、C，与matlab保存的变量一致。

分别读取这些变量：

from scipy.io import loadmat

path = r"D:\\temp\\mydata.mat"  # mat文件路径
data = loadmat(path)
n = data['n']  # 数
s = data['s']  # 字符串
A = data['A']  # 数组
C = data['C']  # 元胞数组

print(n)
print(s)
print(A)
print(C)

运行后显示结果如下：

[[12]]
['Hello']
[[1 2 3 4 5]
 [6 7 8 9 0]]
[[array(['str1'], dtype='<U4') array(['str2'], dtype='<U4')
  array(['str3'], dtype='<U4')]
 [array(['str4'], dtype='<U4') array(['str5'], dtype='<U4')
  array(['str6'], dtype='<U4')]]

与matlab创建的内容一致，可见mat文件已被成功读取。

但注意观察读取出来的各个变量的数据类型，发现均为“numpy.ndarray”类型。所以要想使用读取出来的数据，需要再次从ndarray中进行读取。

In:
n0 = n[0][0]  # 读取单个数
s0 = s[0]  #读取字符串
A0 = A[0][2]  # 读取数组中第1行第3个元素
C0 = C[0][1][0]  # 读取元胞数组中第1行第2个元素
print(n0)
print(s0)
print(A0)
print(C0)

Out:
12
Hello
3
str2

这样就读取出了指定的数据。

二、由Python向matlab传数据（Python写入mat文件）

第一步：使用Python创建变量并保存至mat文件

使用Python创建数、字符串、数组等类型的变量，然后使用scipy.io中的savemat方法在指定的路径保存mat文件。

from numpy import array
from scipy.io import savemat

# 创建变量
path = r"D:\\temp\\mydata02.mat"  # 路径
num = 12  #  数
str = 'abcde'  # 字符串
list = array([1,2,3,4,5])  # 数组

# 构造字典，用于保存变量
data = 
data.update('num':num)
data.update('str':str)
data.update('list':list)

# 保存变量到mat文件
savemat(path, data)

注意，Python中的字典（Dictionary）和集合（Set）不能保存。

第二步：使用matlab读取上述mat文件

打开matlab并读取该mat文件，如下图所示：

与Python中创建的内容一致，读取成功。 

SciPy中两个模块：io 和misc

 

1. 读写.mat文件

如果你有一些数据，或者在网上下载到一些有趣的数据集，这些数据以Matlab的.mat 文件格式存储，那么可以使用scipy.io 模块进行读取。

data = scipy.io.loadmat(‘test.mat‘) 

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上面代码中，data 对象包含一个字典，字典中的键对应于保存在原始.mat 文件中的变量名。由于这些变量是数组格式的，因此可以很方便地保存到.mat 文件中。你仅需创建一个字典（其中要包含你想要保存的所有变量），然后使用savemat() 函数：

data = {}  
data[‘x‘] = x  
scipy.io.savemat(‘test.mat‘,data) 

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因为上面的脚本保存的是数组x，所以当读入到Matlab 中时，变量的名字仍为x。关于scipy.io 模块的更多内容， 请参见在线文档http://docs.scipy.org/doc/scipy/ reference/io.html。

1. 以图像形式保存数组

因为我们需要对图像进行操作，并且需要使用数组对象来做运算，所以将数组直接保存为图像文件1 非常有用。本书中的很多图像都是这样的创建的。

imsave() 函数可以从scipy.misc 模块中载入。要将数组im 保存到文件中，可以使用下面的命令：

from scipy.misc import imsave  
imsave(‘test.jpg‘,im) 

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scipy.misc 模块同样包含了著名的Lena 测试图像：

lena = scipy.misc.lena() 

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该脚本返回一个512×512 的灰度图像数组。