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用MATLAB 读写各种文件 ∈ Matlab 使用笔记

news 来源：原创 2024/5/7 12:32:43

主博客：https://blog.csdn.net/Gou_Hailong/article/details/106092705

【日志】
2020/6/15
早就想开这个博客了，一直没有用到 Matlab 读文件，这不最近要用 Matlab 读取 txt 文件，就先把这部分介绍一下。
2020/8/19
加了读文本文件的例子，将文章结构优化了一下，加了读取图片的方法。
2020/8/20
加了写图片文件，nc，excle。
2020/10/29
加入了一个读写geotiff的例子。
2020/11/1
加了一个txt存文件名，之后读txt的例子。

一、读写文本文件

以 txt 为例

1.读

常用的主要有以下几种方法：

1.load 
/*1.该函数只能加载仅含有数字的文本文件，如果文档中夹杂着字母或者文字，就会报错。
2.支持的分割符有 “，”、“,”、“ ”、“	”...
3.每行列数必须相等
4.Data 是一个矩阵*/
Data = load("filename.txt");

2.importdata
/*1.既可以读取数据又可以读取字符：
Data.data矩阵里存放的是纯数字，
Data.textdata矩阵里是以文本形式存放的所有数据。
2.支持的分割符有 “ ”、“	”...
3.个人感觉不太好用*/
Data = importdata("filename.txt");

3.textread
/*它的基本语法是：
[A,B,C,...] = textread(filename,format)
[A,B,C,...] = textread(filename,format,N)
其中filename就是文件名， format就是要读取的格式，A,B,C就是从文件中读取到的数据。
中括号里面变量的个数必须和format中定义的个数相同。 如果每N行相同格式的数据，可采用[A,B,C,...] = textread(filename,format,N)的语法,读取N次。
详细介绍如下博客链接*/
 textread(filename,'%s%f-%f-%f%f:%f%f',... %文件名用' ' ,格式       
        'headerlines',1,...        %忽略前1行
        'delimiter'  ,';');        %分隔符为;

textread用法示例：https://blog.csdn.net/jisuanjiguoba/article/details/79997805

补于2021-03-14
下面是一个函数，用来读取空格分割的文本文件，将数据存到元胞数组中，但是太耗时，废弃不用，还是textread香啊！

function Data=Txt2Cell(filename)
fid=fopen(filename,'r');
Data=cell(0);
while ~feof(fid)
    line = fgetl(fid);
    if line(1)~='%'
        Data=[Data;strsplit(line)];
    end
end
fclose(fid);
end
----------------------------------------
[gW,sec,prn,AZ,El,SNR,MP]=textread(filename,'%d%f%s%f%f%f%f',...
    'headerlines',1,...
    'delimiter'  ,' ');

2.写

将数据写入 txt 需要用到 fopen、fprintf 函数，这就有点像C、C#了。

FID = fopen(FILENAME,PERMISSION)
/*FID 获取到的文件句柄
FILENAME 文件名
PERMISSION 打开方式*/

fprintf(fid，format，A)
/*fid为文件句柄，指定要写入数据的文件，
format是用来控制所写数据格式的格式符，与fscanf函数相同，
A是用来存放数据的矩阵。*/

help('fopen')
help('fprintf')
doc fopen
doc fprintf
/*上面介绍的比较简单
更详细的介绍可以通过这些命令查看*/

3.例子

例子1：这个例子是读写文本文件里边存着数据的那类。
先写一下：

clear; clc;
r=1:1:10;
results=[r;pi*r.^2];
fid=fopen('draft.txt','w');                 %以写的方式打开/新建一个txt，
fprintf(fid,'%7s %9s\r\n','Radius','Area'); %右对齐占位7，前不够补空格
fprintf(fid,'%3d %11.4f\r\n',results);      %占位11，小数点后4位，前不够补空格
results=results';
fprintf(fid,'\n');
fprintf(fid,'%3d %11.4f\r\n',results);
fclose(fid);

在这里插入图片描述

这个例子说明了：matlab 写文件是按照列来存取数据的，为了后续读，把后面几行删了

读：

[R,Area]= textread('draft.txt','%3d %11.4f',... %文件名用' ' ,格式       
        'headerlines',1,...        %忽略前1行
        'delimiter'  ,' ');        %分隔符为;  
type draft.txt  %在命令窗口查看txt

这步得到俩列向量。

例子2：有时候由于批量操作某些文件，但是文件名字规律性不是很强，所以就需要将文件名字存到一个文本文档里边，然后读这个文件来获得文件名，这个例子是针对这种类型的。

soupath='D:\matlab\mat\CHLA\sorce\'; %source
year=[2010 2005 2020 2015];% 
soufilename=[soupath,'filename.txt'];
filename=textread(soufilename,'%s');  %将txt中的数据搞成元胞filename
count=-1;
for i=year
    count=count+1;
    for j=1:3
        str1=char(filename(count*4+j));  %注意这行，是将元胞转化为字符串。
        soufile=[soupath,str1,'.mat'];
        disp(soufile);
    end
end

结果如下：

D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201001.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201002.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201003.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201501.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201502.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_201503.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202001.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202002.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202003.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202501.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202502.mat
D:\matlab\mat\CHLA\sorce\chla_202503.mat

二、读写图片

Matlab用来读取图像的函数是imread（），顾名思义image read，同样的道理写图片的函数是imwrite（）；

图片的格式有（我去，竟然有那么多种图片格式，看来我是孤陋寡闻了）见于百度百科。常见的几种有：jpg, bmp, gif, tif, png等，其中几种简介如下：

格式	简介
BMP格式	Windows系统下的标准位图格式,未经过压缩，一般图像文件会比较大。在很多软件中被广泛应用.
JPEG格式	也是应用最广泛的图片格式之一，它采用一种特殊的有损压缩算法，将不易被人眼察觉的图像颜色删除，从而达到较大的压缩比(可达到2:1甚至40:1)，因为JPEG格式的文件尺寸较小，下载速度快,所以是互联网上最广泛使用的格式!
GIF格式	最大的特点是不仅可以是一张静止的图片,也可以是动画，并且支持透明背景图像，适用于多种操作系统，“体型”很小，网上很多小动画都是GIF格式。但是其色域不太广,只支持256种颜色.
PSD格式	Photoshop的专用图像格式，可以保存图片的完整信息,土层,通道,文字都可以被保存,图像文件一般较大。
PNG格式	与JPG格式类似,网页中有很多图片都是这种格式，压缩比高于GIF，支持图像透明，可以利用Alpha通道调节图像的透明度,是网页三剑客之一Fireworks的源文件。
TIFF格式	它的特点是图像格式复杂、存贮信息多,在Mac中广泛使用的图像格式,正因为它存储的图像细微层次的信息非常多，图像的质量也得以提高，故而非常有利于原稿的复制。很多地方将TIFF格式用于印刷.
TGA格式	TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有着很大影响，在做影视编辑时经常使用,例如3DS MAX输出TGA图片序列导入到AE里面进行后期编辑。
EPS格式	苹果Mac机的用户则用得较多。它是用PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式，主要用于排版、打印等输出工作。

1.读

Photo=imread(photofilenme);%读的话，这一行就搞定了
Tif=imread('1.tiff');      %例子

下面介绍一下我做的实验：

我先用画图 3D 搞了几种格式（tif, jpg, bmp, png）的图片，图片内容都是下图：
然后，用 imread() 读取图片，都得到了91x317x3 uint8这样一个三维矩阵，之后又用 imshow() 显示图片，看到结果都是一样的。但是，得到的三维矩阵并不是完全相同的，我觉得可能是图片压缩方式不同导致的。至于为啥是三维的，很容易猜到，91x317x3对应行x列x页，即宽x长xRGB
从网上找了个 gif, 看看这个gif一共有71帧，用 imread() 读取图片，得到了298x395x1x71这样一个四维矩阵，之后又用 imshow() 显示图片，Info=imfinfo('1.gif'); 可查询图片信息。为啥第三维不是RGB呢？我晓得了，先看一下Info:前面是一大堆其他信息，包括路径，时间等等。后面这有两列，一个是位深，一个是colortable， $2^5=32$ ，想必你已经会了吧。显示第一帧的代码如下：

Gif=imread('1.gif');%将gif搞到一个四维矩阵中
Info=imfinfo('1.gif');%图片信息。
mat=Gif(:,:,:,1);%第一帧，这时是二维的
colortable=Info(1).ColorTable;%由于是5位，所以是32x3
bit=size(colortable,1);
[a,b]=size(mat);
Rimg=zeros(a,b);
Gimg=zeros(a,b);
Bimg=zeros(a,b);
for i=0:bit-1
    j=i+1;%由于mat是从0-31, so...
    Rimg(mat==i)=colortable(j,1);%找到mat中等于i的元素位置，然后Rimg相应位置填充元素colortable(j,1)
    Gimg(mat==i)=colortable(j,2);
    Bimg(mat==i)=colortable(j,3);
end
img=cat(3,Rimg,Gimg,Bimg);%将三个二维矩阵合成一个三维矩阵
imshow(img);

在这里插入图片描述

总之，imread()非常之强大！！

总结：

mat=imread(filepath);%将图片读到矩阵mat中
Info=imfinfo(filepath);%查看图片信息。
imshow(mat);%显示图片
img=cat(3,Rimg,Gimg,Bimg);%将三个二维矩阵合成一个三维矩阵
Rimg(mat==i)=colortable(j,1);%找到mat中等于i的元素位置，然后Rimg相应位置填充元素colortable(j,1)

这里提供一个小函数，用来根据二维矩阵（整数）和colortable 来画图。

function showgif(mat,colortable)
bit=size(colortable,1);
[a,b]=size(mat);
Rimg=zeros(a,b);
Gimg=zeros(a,b);
Bimg=zeros(a,b);
for i=0:bit-1
    j=i+1;%由于mat是从0-31, so...
    Rimg(mat==i)=colortable(j,1);%找到mat中等于i的元素位置，然后Rimg相应位置填充元素colortable(j,1)
    Gimg(mat==i)=colortable(j,2);
    Bimg(mat==i)=colortable(j,3);
end
img=cat(3,Rimg,Gimg,Bimg);%将三个二维矩阵合成一个三维矩阵
imshow(img);
end

如果要读的tif有好几页图片，可用

Image=zeros(Height,Width,Slice);
for i=1:Slice
    Image(:,:,i)=imread(filepath,i);                                  %%一层一层的读入图像
end

更多显示图片的方法：https://blog.csdn.net/Gou_Hailong/article/details/107619919

2.写

1.写简单tif, png, jpg, bmp

imwrite(Tif,[num2str(1,'%04d'),'.tif']);
imwrite(Tif,[num2str(1,'%04d'),'.png']);
imwrite(Tif,[num2str(1,'%04d'),'.jpg']);
imwrite(Tif,[num2str(1,'%04d'),'.bmp']);

2.写gif，这里提供一个例子（来源于百度经验）

clear;clc;
figure %新建一张图
axis([0 5 0 2])%定义x轴（从0到5）和y轴的范围（从0到2）
for i=1:4
    if i==1
        text(i,1,'百','fontsize',40,'color','red');%i=1时，写一个‘百’字
    end
    if i==2
        text(i,1,'度','fontsize',40,'color','green');%i=2时，写一个‘度’字
    end
    if i==3
        text(i,1,'经','fontsize',40,'color','blue'); %i=3时，写一个‘经’字
    end
    if i==4
        text(i,1,'验','fontsize',40,'color','black');%i=4时，写一个‘验’字
    end    
    picname=[num2str(i) '.fig'];%保存的文件名：如i=1时，picname=1.fig
    axis off;
    hold on % 写后面的字时，不把前面的字冲掉
    saveas(gcf,picname) %保存下中间结果，
end
stepall=4;
for i=1:stepall
    picname=[num2str(i) '.fig'];
    open(picname)
%     set(gcf,'outerposition',get(0,'screensize'));% matlab窗口最大化
    frame=getframe(gcf);  
    im=frame2im(frame);%制作gif文件，图像必须是index索引图像  
    [I,map]=rgb2ind(im,20);          
    if i==1
        imwrite(I,map,'baidujingyan.gif','gif', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.5);%第一次必须创建！
    elseif i==stepall
        imwrite(I,map,'baidujingyan.gif','gif','WriteMode','append','DelayTime',0.5);
    else
        imwrite(I,map,'baidujingyan.gif','gif','WriteMode','append','DelayTime',0.5);
    end  
    close all
    delete(picname);
end

在这里插入图片描述
3.读写多维tif，可参考博客：

https://blog.csdn.net/u013921430/article/details/79283305

为了方便看，这里copy 一下：
灰度tiff读写代码

clear all
clc;
 
filepath='test.tif';                                         %%图像名称与路径
Info=imfinfo(filepath);                                      %%获取图片信息并判断是否为tif
 
tif='tif';
format=Info.Format;
if  (strcmp(format ,tif)==0)
    disp('载入的不是tif图像，请确认载入的数据');                %%确保载入的图像是tiff图像
end
 
Slice=size(Info,1);                                          %%获取图片z向帧数
Width=Info.Width;
Height=Info.Height;
 
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Image=zeros(Height,Width,Slice);
 
for i=1:Slice
    Image(:,:,i)=imread(filepath,i);                         %%一层一层的读入图像
end
 
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for i=1:Slice
    J=uint8(Image(:,:,i));                                   %%一层一层写出图像 
    %%imwrite(J,[num2str(i,'%4d'),'.tif'],'WriteMode','Append');
    imwrite(J,[num2str(i,'%04d'),'.tif']);
end

彩色tiff图像读写代码：

clear all
clc;
 
filepath='test.tif';               %%图像名称与路径
Info=imfinfo(filepath);                                      %%获取图片信息并判断是否为tif
 
tif='tif';
format=Info.Format;
if  (strcmp(format ,tif)==0)
    disp('载入的不是tif图像，请确认载入的数据');                %%确保载入的图像是tiff图像
end
Slice=size(Info,1);                                          %%获取图片z向帧数
Width=Info.Width;
Height=Info.Height;
 
Image=zeros(Height,Width,Slice*3);
 
for i=1:Slice
    Image(:,:,(i-1)*3+1:i*3)=imread(filepath,i);                 %%一层一层的读入彩色图像
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
图像处理操作
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for i=1:Slice
    J=uint8(Image(:,:,(i-1)*3+1:i*3));                            %%一层一层写出图像 
    %%imwrite(J,[num2str(i,'%4d'),'.tif'],'WriteMode','Append');
    imwrite(J,[num2str(i,'%04d'),'.tif']);
end

3.例子（geotiff）

如何读取tif并且获取其经纬度信息；读取之后还要把它另存为另一个tif呢？这个问题问的可能有点作，但是我今天缺失要实现这个功能，因为我有一张tif的模板图片，还有很多张比较大的图片。我想把所有的图片都裁剪成和模板图片一样的大小，用arcgis或者envi的话会一个一个操作，太枯燥了，所以我想着能否用matlab帮我裁剪。话不多说，直接开整：

file20150='G:\Light\data\annual\2015\20150.tif';
Info0=geotiffinfo(file20150);  %将tif的信息都搞到一个叫Info0的结构体中
img0=imread(file20150);        %读取图像的灰度信息

第二行，得到的结构体如下：
在这里插入图片描述
里边包含的信息比较丰富，像坐标系（GCS）、分辨率（PixelScale）、经纬度（BoundingBox）等等，关于经纬度这个，下面记下笔记，真的很容易忘。

下面用imshow()显示一下矩阵：
在这里插入图片描述
如果正常读的话，

file20150='G:\Light\data\annual\2015\20150.tif';
Info0=geotiffinfo(file20150);
img0=imread(file20150);  %数据的读取
lat_min=Info0.BoundingBox(1,2);
lat_max=Info0.BoundingBox(2,2);
lon_min=Info0.BoundingBox(1,1);
lon_max=Info0.BoundingBox(2,1);
GeoRef = georasterref('Rastersize',size(img0),'Latlim',[lat_min,lat_max],'Lonlim',[lon_min,lon_max]);
%数据的写出
SST_Tif = 'G:\Light\data\annual\2015\20151.tif';
%img1=imread(SST_Tif);  %数据的读取
%Info1=geotiffinfo(SST_Tif);
geotiffwrite(SST_Tif,img0,GeoRef)
disp('finished');

在这里插入图片描述
可见，它是被上下翻转了一下，所以，我们要先提前翻转一下，再写入文件。

ok。再来对比一下，info信息：

可以看到，图片的大小发生了变化，其他信息保持不变。
总结代码如下所示：

file20150='G:\Light\data\annual\2015\20150.tif';
Info0=geotiffinfo(file20150);
img0=imread(file20150);  %数据的读取
lat_min=Info0.BoundingBox(1,2);
lat_max=Info0.BoundingBox(2,2);
lon_min=Info0.BoundingBox(1,1);
lon_max=Info0.BoundingBox(2,1);
GeoRef = georasterref('Rastersize',size(img0),'Latlim',[lat_min,lat_max],'Lonlim',[lon_min,lon_max]);
%数据的写出
SST_Tif = 'G:\Light\data\annual\2015\20151.tif';
%img1=imread(SST_Tif);  %数据的读取
%Info1=geotiffinfo(SST_Tif);
geotiffwrite(SST_Tif,flipud(img0),GeoRef);   %注意，这里上下翻转一下！！！！
disp('finished');

三、其他文件

1.nc 文件

其实 nc 文件也是文本文件，但是是比较专业化那种，matlab 专门提供了读取 nc 文件的函数。

//nc文件的读取
filename='A20160922016121.L3m_MO_SST_sst_4km.nc';
ncdisp(filename);//展示文件包含的信息
Lon = ncread(filename);//读取信息到Lon中

2.excle

a=xlsread('1.xlsx');  %读
[num,txt,raw]=xlsread(file,2);%num 存数字，txt 存文本，raw 存元胞（包含两者）。第2个表
xlswrite('2.xlsx',a); %写
help..                %更多用法

若出现Excel Worksheet could not be activated.问题，
解决办法：打开excel,“文件→选项→加载项→管理（位于界面坐下角）→点击选择COM加载项→转到→把可用加载项的√全部去掉“，之后重启 matlab 即可。
在这里插入图片描述

3.vbb2txt

vbb文件是啥类型的文件呢？目前没有找到比较正规的解释，我好像是在大二时做行人检测的时候遇到过。vbb直接打开是乱码，所以需要借助一个vbb工具箱，把vbb转换成txt，工具箱链接下面会提供，还有一个数据集当时下的，压缩超nb，128M的直接压成了13M。

工具箱：链接: https://pan.baidu.com/s/1ZdfH1kot7eT8DZbBaS1uYg 提取码: uub8
数据集：链接: https://pan.baidu.com/s/1GpUI4P3lyGkBm56-oMtV4A 提取码: akq4

下好工具箱解压后，将文件夹放在一个不常动的地方，我放在了D:\MATLAB\R2017a\toolbox中，然后打开matlab，点击set path(设置路劲)，将vbb路径加进去就行了。测试是否成功的话，就在matlab命令空间敲help vbb，成功的话就不会报错。vbb转txt的话，下面提供一个函数：

function vbb2txt(file,out)
A = vbb( 'vbbLoad',file);%当然不要拘泥于此函数，具体问题具体分析，可以看看A是啥
c=fopen(out,'w');
for i = 1:A.nFrame
	iframe = A.objLists(1,i);
	iframe_data = iframe{1,1};
	n1length = length(iframe_data);
    for j = 1:n1length
        iframe_dataj = iframe_data(j);
        if iframe_dataj.pos(1) ~= 0  %pos ?posv
            fprintf(c,'%d %s %f %f %f %f \r\n', i, 'person', iframe_dataj.pos(1), iframe_dataj.pos(2), iframe_dataj.pos(3), iframe_dataj.pos(4));
        end
    end
end
fclose(c);
disp('Finished');
end

4.shp文件

第一次接触shp文件是在大一时上CAD时接触的，那时候叫“形文件”。我目前理解中的shp文件有点像矢量图，它存储的是坐标，可无限放大，不会出现马赛克（不知道对不对，2020.8.22）。shp 包括一个主文件，一个索引文件，和一个dBASE表。

文件名	后缀	描述
主文件	.shp	主文件是一个直接存取，变量记录长度文件，其中每个记录描述一个有它自己的vertices列表的shape。
索引文件	.shx	在索引文件中，每个记录包含对应主文件记录离主文件头开始的偏移，
dBASE文件	.dbf	dBASE表包含 feature 一个记录的feature的特征。

几何和属性间的一一对应关系是基于记录数目的。在dBASE文件中的属性记录必须和主文件中的记录是相同顺序的。

读写代码

shp=shaperead(filename); //这步搞出来一个shp结构体
shapewrite(shp,filename);//这步搞出来三个文件，如上所述

世界如此简单，更多详见help！

参考/引用文章

[1] 仙女阳-CSDN博主：https://blog.csdn.net/wangyang20170901/article/details/79617881
[2] 样young-CSDN博主：https://blog.csdn.net/jisuanjiguoba/article/details/79997805
[3] 百度经验-https://jingyan.baidu.com/article/9f63fb917c09ecc8410f0e66.html
[4] 不用先生-CSDN博主：https://blog.csdn.net/u013921430/article/details/79283305
[5] 百度经验：https://jingyan.baidu.com/article/a378c960a47c24b3282830b7.html
[6] csdn_funquiz-CSDN博主：https://blog.csdn.net/qq_38712026/article/details/78783422