如何在 python 中加载大的 .mat 文件？

Posted 2023-03-12

【中文标题】如何在 python 中加载大的 .mat 文件？

【英文标题】：How to load large .mat files in python?

【发布时间】：2017-01-02 08:48:06

【问题描述】：

我有一个非常大的 .mat 文件（约 1.3 GB），我试图将其加载到我的 Python 代码（IPython 笔记本）中。我试过了：

import scipy.io as sio
very_large = sio.loadmat('very_large.mat')

我的 8 GB RAM 笔记本电脑挂了。我保持系统监视器打开，看到内存消耗稳步增加到 7 GB，然后系统冻结。

我做错了什么？有什么建议/解决方法吗？

编辑：

有关数据的更多详细信息：这是数据的链接：http://ufldl.stanford.edu/housenumbers/

我感兴趣的特定文件是 extra_32x32.mat。 根据描述：加载 .mat 文件会创建 2 个变量：X 是包含图像的 4-D 矩阵，y 是类标签的向量。为了访问图像，X(:,:,:,i) 给出第 i 个 32×32 RGB 图像，类标签为 y(i)。

例如，当以以下方式加载时，来自同一页面 (test_32x32.mat) 的较小 .mat 文件：

SVHN_full_test_data = sio.loadmat('test_32x32.mat')
print("\nData set = SVHN_full_test_data")
for key, value in SVHN_full_test_data.iteritems():
    print("Type of", key, ":", type(SVHN_full_test_data[key]))
if str(type(SVHN_full_test_data[key])) == "<type 'numpy.ndarray'>":
    print("Shape of", key, ":", SVHN_full_test_data[key].shape)
else:
    print("Content:", SVHN_full_test_data[key])

产生：

Data set = SVHN_full_test_data
Type of y : <type 'numpy.ndarray'>
Shape of y : (26032, 1)
Type of X : <type 'numpy.ndarray'>
Shape of X : (32, 32, 3, 26032)
Type of __version__ : <type 'str'>
Content: 1.0
Type of __header__ : <type 'str'>
Content: MATLAB 5.0 MAT-file, Platform: GLNXA64, Created on: Mon Dec  5 21:18:15 2011
Type of __globals__ : <type 'list'>
Content: []

【问题讨论】：

您的内存不足。除了将内存扩展到 >8gb 或以某种方式缩小文件之外，您无能为力。

您需要mat 文件中的一切吗？如果否，请尝试通过指定variable_names = ['varname1', 'varname2'] 来加载所需的变量。

@约根。我确实需要所有变量（列）。但是不是所有的行。那么可能是一种只选择前几行的方法吗？

Y我们提到的变量、列和行没有意义。我建议向我们提供文件内容的描述，如 MATLAB 所见（变量名称、类型（矩阵、单元格、结构）和大小。您可能还需要重新阅读 loadmat 文档。

Matlab 可以通过创建interface to a mat file 来加载文件的小块。不过，您可能必须编写一个包装器才能在 python 中执行此操作。

【参考方案1】：

这个答案取决于两个假设：

.mat 文件保存为 MAT 版本 7.3（which seems hdf5-compliant，尽管 MathWorks 并没有保证），或者可以通过直接写入 hdf5 格式保存（使用 MATLAB 的@987654322 @)。

您可以在python中导入和使用其他第三方包，即pandas。

方法

鉴于这些假设，我将使用的方法是：

确保将 .mat 文件保存为与 hdf5 兼容的格式。这可能意味着使用 MATLAB 的 matfile() 对其进行转换，这不会将其全部加载到磁盘上，或者可以在具有更多 RAM 的机器上一次性完成。

使用 pandas 将部分符合 hdf5 的 .mat 文件读入数据框。

使用数据框在 python 中进行后续分析。

注意事项：

Pandas 数据框通常可以很好地与 numpy 和 scipy 配合使用。因此，如果您可以将数据读入一个框架，您就可以从那里做您想做的事情。

this SO question 的答案向您展示了如何根据条件（索引范围或某些逻辑条件，例如 WHERE something=somethingelse）一次仅将 hdf5 数据文件的一部分读入内存（pandas 数据帧） .

迷你咆哮

MATLAB 支持其最新版本 7.3 MAT 文件已有 12 年了，但仍然不使用它作为标准版本来保存（这是一个磁盘空间问题，v7.3 在某些情况下更大，但更通用使用） - 所以任何使用默认 MATLAB 设置的人都不会生成 v7.3 matfiles。 12 年过去了，我们有大量的磁盘空间，但这种事情仍然会导致问题。是时候升级你的默认标志了，MathWorks！！！！

希望对你有帮助，

汤姆