matlab与频谱分析.docx
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matlab与频谱分析
一.基本知识：
1.二进制文件与文本文件的区别：
将文件看作是由一个一个字节（byte）组成的，那么文本文件中的每个字节的最高位都是0，也就是说文本文件使用了一个字节中的七位来表示所有的信息，而二进制文件则是将字节中的所有位都用上了。
这就是两者的区别；接着，第二个问题就是文件按照文本方式或者二进制方式打开，两者会有什么不同呢？
其实不管是二进制文件也好，还是文本文件也好，都是一连串的0和1，但是打开方式不同，对于这些0和1的处理也就不同。
如果按照文本方式打开，在打开的时候会进行translate，将每个字节转换成ASCII码，而以按照二进制方式打开的话，则不会进行任何的translate；最后就是文本文件和二进制文件在编辑的时候，使用的方式也是不同的。
譬如，你在记事本中进行文本编辑的时候，你进行编辑的最小单位是字节（byte）；而对二进制文件进行编辑的话，最小单位则是位（bit），当然我们都不会直接通过手工的方式对二进制文件进行编辑了。
从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种：
ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。
例如，数5678的存储形式为：
ASCII码：
00110101 00110110 00110111 00111000
↓ ↓ ↓ ↓
十进制码：
5 6 7 8
共占用4个字节。
ASCII码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是ASCII文件，用DOS命令TYPE可显示文件的内容。
由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。
二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如，数5678的存储形式为：
00010110 00101110只占二个字节。
二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。
C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。
输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号（如回车符）的控制。
因此也把这种文件称作“流式文件”。
2.文本模式（textmode）和二进制模式（binarymode）有什么区别?
流可以分为两种类型：
文本流和二进制流。
文本流是解释性的，最长可达255个字符，其中回车/换行将被转换为换行符“\n”，（如果以"文本"方式打开一个文件，那么在读字符的时候，系统会把所有的"\r\n"序列转成"\n"，在写入时把"\n"转成"\r\n"）。
二进制流是非解释性的，一次处理一个字符，并且不转换字符。
注：
\n一般会操作系统被翻译成"行的结束"，即LF（Line-Feed）
\r会被翻译成"回车"，即CR（Cariage-Return）
对于文本文件的新行，在UNIX上，一般用\n（LF）来表示，Mac上用\r（CR）来表示，
Windows上是用\n\r（CR-LF）来表示。
通常，文本流用来读写标准的文本文件，或者将字符输出到屏幕或打印机，或者接受键盘的输入；而二进制流用来读写二进制文件（例如图形或字处理文档），或者读取鼠标输入，或者读写调制解调器。
如果用文本方式打开二进制文件，会把“0D 0A”自动变换成“\n”来存在内存中。
写入的时候反向处理。
而二进制方式打开的话，就不会有这个过程。
但是，Unicode/UTF/UCS格式的文件，必须用二进制方式打开和读写。
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上述基础其实大可以略过，简言之，对用户来说：
在matlab中存储成为二进制还是文本文件取决于fopen的方式，如果用wt，则存储为文本文件，这样用记事本打开就可以正常显示了；如果用w则存储为二进制文件，这样用记事本打开会出现小黑方块，要正常显示的话，可以用写字板或UltraEdit等工具打开。
二.Matlab的I/O文件操作使用技巧和总结:
1.Matlab支持的I/O文件（对应“取/存”操作）类型：
（所有文件I/O程序不需要特殊的工具箱）
Description
ThistableshowsthefileformatsthattheMATLAB®softwareiscapableofreading.
FileFormat
Extension
FileContent
ReadCommand
Returns
Text
MAT
SavedMATLABworkspace
load
Variablesinfile
CSV
Comma-separatednumbers
csvread
Doublearray
DAT
Formattedtext
importdata
Doublearray
DLM
Delimitedtext
dlmread
Doublearray
TAB
Tab-separatedtext
dlmread
Doublearray
ScientificData
CDF
DatainCommonDataFormat
cdfread
CellarrayofCDFrecords
FITS
FlexibleImageTransportSystemdata
fitsread
Primaryorextensiontabledata
HDF4
DatainHierarchicalDataFormat,version4
hdfread
HDF4orHDF-EOS2dataset
HDF5
DatainHierarchicalDataFormat,version5
hdf5read
HDF5orHDF-EOS5dataset
Spreadsheet
XLS
Microsoft®Excel®worksheet
xlsread
Doubleorcellarray
WK1
Lotus123worksheet
wk1read
Doubleorcellarray
Image
BMP
BMPimage
imread
Truecolororindexedimage
CUR
Cursorimage
imread
Indexedimage
GIF
GIFimage
imread
Indexedimage
HDF4
HDF4image
imread
Truecolor,grayscale,orindexedimage（s）
ICO
Iconimage
imread
Indexedimage
JPEG
JPEGimage
imread
Truecolororgrayscaleimage
PBM
PBMimage
imread
Grayscaleimage
PCX
PCXimage
imread
Indexedimage
PGM
PGMimage
imread
Grayscaleimage
PNG
PNGimage
imread
Truecolor,grayscale,orindexedimage
PPM
PPMimage
imread
Truecolorimage
RAS
SUNrasterimage
imread
Truecolororindexed
TIFF
TIFFimage
imread
Truecolor,grayscale,orindexedimage（s）
XWD
XWDimage
imread
Indexedimage
Video（allplatforms）
AVI
AVImovie
aviread
MATLABmovie
Video（Windows®andMac®platforms）
AVI
AVImovie
mmreader
Truecolorimage（s）
MPG
MPEG1
mmreader
Truecolorimage（s）
MPEG
MPEG1andMPEG2videos
mmreader
Truecolorimage（s）
Video（Windowsplatformonly）
ASF
WindowsMediavideo
mmreader
Truecolorimage（s）
ASX
WindowsMediavideo
mmreader
Truecolorimage（s）
WMV
WindowsMediavideo
mmreader
Truecolorimage（s）
Video（Macplatformonly）
3GP
3GPPmobilevideo
mmreader
Truecolorimage（s）
3G2
3GPP2mobilevideo
mmreader
Truecolorimage（s）
DV
Digitalvideostream
mmreader
Truecolorimage（s）
MP4
MPEG-4video
mmreader
Truecolorimage（s）
M4V
MPEG-4video
mmreader
Truecolorimage（s）
MOV
Quicktimemovie
mmreader
Truecolorimage（s）
Audiofile
AU
NeXT/SUNsound
auread
Sounddataandsamplerate
SND
NeXT/SUNsound
auread
Sounddataandsamplerate
WAV
MicrosoftWAVEsound
wavread
Sounddataandsamplerate
（注：
从上表可以看到，matlab不支持doc格式的文档存取（因为doc文档包含很多格式控制符），请改用txt或者dat格式）
2.Matlab的I/O文件指南：
以下是部分对应的中文译文：
--------------------------------------------------------------转---------------------------------------------------------------------------
本技术支持指南主要处理：
ASCII,binary,andMATfiles.
要得到MATLAB中可用来读写各种文件格式的完全函数列表，可以键入以下命令：
helpiofun
MATLAB中有两种文件I/O程序：
highlevelandlowlevel.
Highlevelroutines:
包括现成的函数，可以用来读写特殊格式的数据，并且只需要少量的编程。
Lowlevelroutines:
可以更加灵活的完成相对特殊的任务，需要较多的额外编程。
Highlevelroutines包括现成的函数，可以用来读写特殊格式的数据，并且只需要少量的编程。
举个例子，如果你有一个包含数值和字母的文本文件（textfile）想导入MATLAB，你可以调用一些lowlevelroutines自己写一个函数，或者是简单的用TEXTREAD函数。
使用highlevelroutines的关键是：
文件必须是相似的（homogeneous），换句话说，文件必须有一致的格式。
下面的段落描述一些highlevelfileI/Oroutines并给出一些例子帮助理解概念。
LOAD/SAVE
主要的highlevelfileI/Oroutines是LOAD和SAVE函数。
LOAD
可以读MAT-filedata或者用空格间隔的格式相似的ASCIIdata.SAVE可以将MATLAB变量写入MAT-file格式或者空格间隔的ASCIIdata。
大多数情况下，语法相当简单。
下面的例子用到数值由空格间隔的ASCIIfilesample_file.txt：
154168
543268
684321
907876
598123
Example:
用LOADandSAVE读写数据
[Copytoclipboard][-]
CODE:
%Loadthefiletothematrix,M:
M=load（'sample_file.txt'）
%Add5toM:
M=M+5
%SaveMtoa.matfilecalled'sample_file_plus5.mat':
savesample_file_plus5M
%SaveMtoanASCII.txtfilecalled'sample_file_plus5.txt':
savesample_file_plus5.txtM-ascii
UIGETFILE/UIPUTFILE
UIGETFILE/UIPUTFILE是基于图形用户界面（GUI）的。
会弹出对话框，列出当前目录的文件和目录，提示你选择一个文件。
UIGETFILE让你选择一个文件来写（类似Windows‘另存为’选项？
）。
用UIGETFILE，可以选择已存在的文件改写，也可以输入新的文件名。
两个函数的返回值是所选文件名和路径。
Example:
用UIGETFILE从当前目录选择一个M-file
[Copytoclipboard][-]
CODE:
%ThiscommandlistsalltheM-filesinthecurrentdirectoryand
%returnsthenameandpathoftheselectedfile
[fname,pname]=uigetfile（'*.m','SampleDialogBox'）
注意:
UIGETFILE一次只能选择一个文件。
UIIMPORT/IMPORTDATA
UIIMPORT是一个功能强大，易于使用的基于GUI的highlevelroutine，用于读complexdatafiles。
文件也必须是homogeneous。
IMPORTDATA形成UIIMPORT的功能，不打开GUI。
可以将IMPORTDATA用于函数或者脚本中，因为在函数或者脚本中基于GUI的文件导入机制并不理想。
下面的例子用到包含几行文件头和文本、数值数据的文件'sample_file2.txt'：
Thisisafileheader.
Thisisfileisanexample.
col1col2col3col4
A 1 4 612.000
B 1 4 613.000
C 1 4 614.000
D 1 4 615.000
Example:
UsingIMPORTDATAtoreadinafilewithheaders,text,andnumericdata
[Copytoclipboard][-]
CODE:
%Thisreadsinthefile'sample_file2.txt'andcreatesa
%structureDthatcontainsbothdataandtextdata.
%NotetheIMPORTDATAcommandspecifiesawhitespace
%asthedelimiterofthefile,butIMPORTDATAcanusually
%detectthisonitsown
D=importdata（'sample_file2.txt',''） %原文有误？
D=importdata（'sample_file2.txt'）
可以通过访问结构D的数据和文本域，来看结构D中的真实值，例如输入：
data=D.data
text=D.textdata
可以用UIIMPORT读同一个文件并得到同样的结构.
注意:
对于ASCIIdata,你必须检验导入向导正确的识别了列分隔符。
TEXTREAD/STRREAD
TEXTREAD是一个强大的动态highlevelroutine，设计用来读ASCII格式的文本和/或数值数据文件。
STRREAD除是从字符串而不是文件读以外，类似于TEXTREAD。
两个函数可以用许多参数来改变其具体的工作方式，他们返回读入指定输出的数据。
他们有效的提供给你一个
“两全其美”的方法，因为他们可以用一个命令读入混合的ASCII和数值数据（highlevelroutines的做法），并且你可以改变他们以匹配你特定的应用（如同lowlevelroutines做到的）。
例子：
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example1:
UsingTEXTREADtoreadinanentirefileintoacellarray
%Thiscommandreadsinthefilefft.mintothecellarray,file
file=textread（'fft.m','%s','delimiter','\n','whitespace',''）;
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example2:
UsingSTRREADtoreadthewordsinaline
%ThiscommandusesthecellarraycreatedinExample1to
%readineachwordofline28in'file'toacellarray,words
words=strread（file{28},'%s','delimiter',''）
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example3:
UsingTEXTREADtoreadintextandnumericdatafromafilewithheaders
%Thiscommandskipsthe2headerlinesatthetopofthefile
%andreadsineachcolumntothe4specifiedoutputs
[c1c2c3c4]=textread（'sample_file2.txt','%s%s%s%s','headerlines',2）
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example4:
UsingTEXTREADtoreadinspecificrowsoftextandnumericdatafromafile
%ThiscommandreadsinrowsBandCofthefile.The'headerlines'
%propertyisusedtomovedowntothedesiredstartingrowandthe
%readoperationisperformed2times
[c1c2c3c4]=textread（'sample_file2.txt',...
'%s%s%s%s',2,'headerlines',4）
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example operator
[c2c3c4]=textread（'sample_file2.txt','%*s%d%d%f','headerlines',3）
DLMREAD/DLMWRITE/CSVREAD
DLMREAD和DLMWRITE函数能够读写分隔的ASCIIdata，而不是用lowlevelroutines。
他们比lowlevelroutines容易使用，Lowlevelroutines用几行代码实现的功能可以用DLMREAD/DLMWRITE简化成一行。
CSVREAD用来读分隔符是逗号的文件，是DLMREAD的特殊情况。
当读空格和Tab分隔的电子数据表文件时，DLMREAD特别有用。
以'sample_file.txt'为例：
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example1:
UsingDLMREADtoreadinafilewithheaders,text,andnumericdata
%Thisreadsinthefile'sample_file2.txt'andcreatesamatrix,D,
%withthenumericdatathiscommandspecifiesawhitespaceasthe
%delimiterofthefile
D=dlmread（'sample_file.txt',''）
[Copytoclipboard][-]
CODE:
Example2:
UsingDLMREADtoextractthefirst3columnsofthelast3rows
%Thisreadsinthefirst3columnsofthelast3rowsof
%thedatafile'sample_file.txt'intothematrix,D_partial.
%读文件'sample_file
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