python調用matlab腳本

在MATLAB和Python之間建個接口，從Python中調用MATLAB腳本或者是MATLAB的函數。內容不是很難，畢竟現成的接口已經有了，在這兒記錄一下API使用的一些事項。

注：本篇使用的是MATLAB R2017a，windows 10系統。

相關連接

https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab-engine-for-python.html
https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/get-started-with-matlab-engine-for-python.html

API的安裝

MATLAB在安裝的過程當中已經準備好了相關文檔。根據教程，首先要找到root\R2017a\extern\engines\python文件夾。這裏的root指的是MATLAB安裝的根目錄。對於筆者的電腦，個人全路徑就是C:\Program Files\MATLAB\R2017a\extern\engines\python。打開這個文件夾，能夠看見下面這幾個文件。

其中setup.py是咱們想要用的文件。定位到它以後，咱們在command window裏面轉到這個文件夾，而後執行安裝。（啓動command window的時候必須是管理員模式，不然可能會報「沒有權限」的錯誤）

cd C:\Program Files\MATLAB\R2017a\extern\engines\python
python setup.py install

 

不出差錯的話，到這裏安裝過程就結束了。若是你使用的是Python的虛擬環境，那麼記得在安裝前先將虛擬環境啓動。

基本調用

這個API調用很是簡單。在Python中，導入以下兩個module就能實現MATLAB的所有控制：

import matlab
import matlab.engine

其中，matlab包含的是一些數據形式，好比int8，int16之類。matlab.engine負責程序的啓動。

engine = matlab.engine.start_matlab() # Start MATLAB process
engine = matlab.engine.start_matlab("-desktop") # Start MATLAB process with graphic UI

上面兩行代碼，第一行指示MATLAB在後端運行；第二行則會啓動MATLAB的圖形界面窗口。調用任何MATLAB函數都經過engine變量來實現。筆者本身調用了一些聲音工具箱中的函數，一點問題都沒有。

>>> engine.sqrt(2.)
1.4142135623730951

變量兼容性

筆者本身嘗試的時候遇到不少變量類型不正確這樣的提示，由於MATLAB函數對於輸入數據的類型有着比較嚴格的要求，好比log2對於int8類型輸入就會報錯。double類型是MATLAB裏面用得最多的數據型，因此通常能夠將python的數據轉成MATLAB兼容的double類型來解決問題。舉個例子，Python的list類型變量只需加上matlab.double就能夠完成轉換。

>>> engine.sqrt([1.,2.,3.,4.,5.])
# Some error
>>> engine.sqrt(matlab.double([1.,2.,3.,4.,5.]))
matlab.double([[1.0,1.4142135623730951,1.7320508075688772,2.0,2.23606797749979]])

調用MATLAB腳本及自定義函數

調用腳本和自定義函數的過程也幾乎同樣，也是從變量engine中去調用。值得注意的是，須要保證你的函數或腳本就在當前的工做路徑下，不然engine會找不到文件而報錯。

比方說，筆者當前的工做路徑下有兩個文件:gaussian_pulse.m和py_matlab.py。

gaussian_pulse.m中的內容是這樣的：

function out = gaussian_pulse(fs, fc, repeat) N = 882;
    t = 0:1/fs:(N-1)/fs;
    yi = gauspuls(t,fc,1/8);
    temp = yi;
    for i = 1:repeat-1
        temp = cat(2, temp,yi);
    end
    out = temp;
end

在py_matlab.py中，我定義了engine並調用這個函數：

engine = matlab.engine.start_matlab()
signal = engine.gaussian_pulse(matlab.double([44100]), matlab.double([3000]), matlab.double([5]))

 

注意到每個輸入參數我都強制性進行了轉換確保萬無一失。加上方括號也是由於MATLAB的格式需求。

指定輸出個數

默認狀況下，API認爲接收函數返回結果的參數有1個。這會致使沒有返回值的函數在被調用時報錯：「Too many output arguments」或是其餘相似的信息。咱們能夠人爲指定輸出參數爲0個來避免這樣的錯誤。

>>> playblocking(player) # playblocking is a MATLAB function with no returns
Error using playblocking
Too many output arguments
>>> playblocking(player, nargout=0)
# Success!

 

True 與 False

在MATLAB裏面邏輯值是true與false，可是在Python裏面它們是大寫的True和False。畢竟咱們仍是在Python環境下編程，因此若是調用某個函數須要用到邏輯值，遵循Python的書寫格式。

後記

官方文檔裏還有一些其餘很是好的教程，包括標準輸出/錯誤信息重導向、句柄的使用、畫圖等等。鑑於筆者時間緣由這些沒有涉及到，有須要的朋友能夠從筆者在開篇提供的網站中找到答案。