Laboratorium EEG/Konwerter plików Svarog–Matlab: Różnice pomiędzy wersjami

Z Brain-wiki
 
(Nie pokazano 8 wersji utworzonych przez 2 użytkowników)
Linia 2: Linia 2:
 
=Konwerter plików Svarog-Matlab=
 
=Konwerter plików Svarog-Matlab=
  
−
Do zbierania danych podczas eksperymentów używamy na pracowniach programu Svarog. Zapisuje on pliki z danymi w postaci binarnej, natomiast cala informacja o strukturze takiego pliku danych (tzw. metadane) przechowywana jest w osobnym pliku typu XML. Aby móc analizować nasze pliki danych w Matlabie musimy umieć wczytać i odpowiednio interpretować posiadane pliki danych, niestety nie mamy już gotowej funkcji dla plików zapisywanych przez Svaroga, a także dostępne funkcje do obróbki zbiorów typu XML nie nadają się do tego celu.
+
Do zbierania danych podczas eksperymentów używamy na pracowniach programu Svarog. Zapisuje on pliki z danymi w postaci binarnej, natomiast cała informacja o strukturze takiego pliku danych (tzw. metadane) przechowywana jest w osobnym pliku typu XML. Aby móc analizować nasze pliki danych w Matlabie musimy umieć wczytać i odpowiednio interpretować informacje w nich zawarte. Niestety nie mamy gotowej funkcji dla wczytywania plików zapisywanych przez Svaroga, a także dostępne domyślnie funkcje do obróbki zbiorów typu XML nie nadają się do tego celu.
  
−
Jak łatwo się domyśleć, pierwszym krokiem musi być „wyciągnięcie” z pliku XML podstawowych informacji o zapisanych danych. Jest to plik tekstowy, który możemy otworzyć w edytorze tekstu (na przykład matlabowym), ale ta metoda nie jest szczególnie użyteczna. Wczytajmy więc ten plik do Matlaba i postarajmy się automatycznie znaleźć wszystkie potrzebne informacje. Będą to:
+
Jak łatwo się domyśleć, pierwszym krokiem musi być „wyciągnięcie” z pliku XML podstawowych informacji o zapisanych danych. Plik XML ma format tekstowy, możemy więc go otworzyć w edytorze tekstu (na przykład matlabowym), ale ta metoda nie jest szczególnie użyteczna, jako bardzo pracochłonna. Wczytajmy więc ten plik do Matlaba i postarajmy się automatycznie znaleźć wszystkie potrzebne informacje. Będą to:
 
* nazwa pliku z danymi;
 
* nazwa pliku z danymi;
 
* liczba zapisanych kanałów;
 
* liczba zapisanych kanałów;
 
* częstość próbkowania danych;
 
* częstość próbkowania danych;
 +
* format użyty do zapisu liczb;
 
* liczba zapisanych próbek;
 
* liczba zapisanych próbek;
 
* nazwy kanałów;
 
* nazwy kanałów;
Linia 17: Linia 18:
 
Jeśli udało nam się wczytać plik XML i mamy go w postaci wektora znaków w Matlabie, następnym krokiem będzie wyszukanie w tym tekście potrzebnych nam informacji. Czego będziemy szukać w naszym pliku XML? Jak łatwo zauważyć potrzebne nam informacje „opakowane” są specjalnymi znacznikami. Na przykład nazwa „właściwego” pliku danych zawarta jest pomiędzy znacznikiem <tt><rs:exportFileName></tt> a znacznikiem <tt></rs:exportFileName></tt>. Wystarczy więc znaleźć początek i koniec każdego znacznika, a następnie „pobrać” informację spomiędzy tych pozycji.
 
Jeśli udało nam się wczytać plik XML i mamy go w postaci wektora znaków w Matlabie, następnym krokiem będzie wyszukanie w tym tekście potrzebnych nam informacji. Czego będziemy szukać w naszym pliku XML? Jak łatwo zauważyć potrzebne nam informacje „opakowane” są specjalnymi znacznikami. Na przykład nazwa „właściwego” pliku danych zawarta jest pomiędzy znacznikiem <tt><rs:exportFileName></tt> a znacznikiem <tt></rs:exportFileName></tt>. Wystarczy więc znaleźć początek i koniec każdego znacznika, a następnie „pobrać” informację spomiędzy tych pozycji.
  
−
Do przeszukiwania tekstów mamy dostępnych kilka różnych funkcji. Funkcje <tt>findstr</tt> i <tt>strfind</tt> mają w naszym przypadku mniejsze zastosowanie, gdyż operują na tekstach jednowierszowych (bez znaków nowego wiersza), a nasz tekst jest wielo wierszo wy. Na szczęście jest do dyspozycji funkcja <tt>regexp</tt>, która poszukuje wyrażeń znakowych w wektorach znaków. Na dodatek zwraca indeksy początków i końców każdego znalezionego fragmentu!
+
Do przeszukiwania tekstów mamy dostępnych kilka różnych funkcji. Funkcje <tt>findstr</tt> i <tt>strfind</tt> mają w naszym przypadku mniejsze zastosowanie, gdyż operują na tekstach jednowierszowych (bez znaków nowego wiersza), a nasz tekst jest wielowierszowy. Na szczęście jest do dyspozycji funkcja <tt>regexp</tt>, która poszukuje wyrażeń znakowych w wektorach znaków. Na dodatek zwraca indeksy początków i końców każdego znalezionego fragmentu!
  
 
Wskazówki:
 
Wskazówki:
Linia 23: Linia 24:
 
* Aby z tekstu (zawierającego cyfry) zrobić liczbę stosujemy funkcję <tt>str2double</tt>.
 
* Aby z tekstu (zawierającego cyfry) zrobić liczbę stosujemy funkcję <tt>str2double</tt>.
  
−
Jeśli już wszystko wiemy na temat naszych danych, możemy je odczytać. Dane są zapisane w formacie binarnym, a jego struktura jest następująca (przy założeniu k kanałów i długości danych A próbek):
+
Jeśli już wszystko wiemy na temat naszych danych, możemy je odczytać. Dane są zapisane w formacie binarnym, a jego struktura jest następująca (przy założeniu ''k'' kanałów i długości danych ''N'' próbek):
  
 +
{| border="1"
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>1</sub>(''t''<sub>1</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>2</sub>(''t''<sub>1</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ...
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>''k''</sub>(''t''<sub>1</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>1</sub>(''t''<sub>2</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>2</sub>(''t''<sub>2</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ...
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>''k''</sub>(''t''<sub>2</sub>)
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ...
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ...
 +
| style="width:35px; text-align:center;" | ''x''<sub>''k''</sub>(''t''<sub>''N''</sub>)
 +
|}
  
 +
Kolejne kratki oznaczają tu kolejne liczby w pliku. Format taki nazywamy przeplatanym lub multipleksowanym.
 +
 +
Jeśli plik nie jest bardzo duży możemy go w całości wczytać do Matlaba. Operacja jest w zasadzie analogiczna do wczytania pliku XML, z taką różnicą, że teraz format wczytywanych danych jest <tt>double</tt> (lub inny, w zależności od informacji z pliku XML), czyli dane są binarne (nie da się ich przeczytać w edytorze tekstu). Po udanym wczytaniu danych, w pamięci mamy zmienną zawierającą dane z pliku o postaci jednowymiarowego wektora jak na przedstawionym powyżej rysunku. Należy go przekształcić do postaci macierzy o właściwych rozmiarach komendą <tt>reshape(dane,(liczba_kanalow, liczba_probek))</tt> albo <tt>dane.reshape((liczba_kanalow, liczba_probek))</tt>.
  
−
Kolejne kratki oznaczają tu kolejne liczby w pliku. Format taki nazywamy przeplatanym lub multipleksowanym.
 
−
Jeśli plik nie jest bardzo duży możemy go w całości wczytać do Matlaba. Operacja jest w zasadzie analogiczna do wczytania pliku XML, z taką różnicą, że teraz typ wczytywanych danych jest double (lub inny, w zależności od informacji z pliku XML). Po udanym wczytaniu danych, w pamięci mamy zmienną zawierającą dane z pliku o postaci wektora jak na przedstawionym powyżej rysunku. Należy go przekształcić do postaci macierzy o właściwych rozmiarach komendą reshape (dane, (liczba_kanalow, liczba_probek) ) albo
 
−
dane.reshape((liczba_kanalow,liczba_probek)).
 
 
Ostatnim etapem przygotowywania danych będzie zastosowanie odpowiedniego montażu — oczywiście jako procedury w Matlabie.
 
Ostatnim etapem przygotowywania danych będzie zastosowanie odpowiedniego montażu — oczywiście jako procedury w Matlabie.
 +
 +
Plik zawierający przykładowe dane do wczytania: [[Plik:Sygnal_p300_kalib.tar.gz]]. proszę go pobrać i wypakować do osobnego katalogu. Po wypakowaniu powinny się tam pojawić 3 pliki:
 +
* sygnał binarny: p_6301423_calibration_p300.obci.raw
 +
* opis xml: p_6301423_calibration_p300.obci.xml
 +
* plik ze znacznikami: p_6301423_calibration_p300.obci.tag - tym plikiem na dzisiejszych zajęciach nie będziemy się zajmować
 +
 +
Proszę wczytać ten sygnał do SVAROGA żeby przekonać się jak te dane wyglądają, a następnie napisać funkcję wczytującą te dane do Matlaba.
 +
  
  
 
[[Laboratorium_EEG]]/Konwerter
 
[[Laboratorium_EEG]]/Konwerter

Aktualna wersja na dzień 07:51, 13 mar 2018

Laboratorium_EEG/Konwerter

Konwerter plików Svarog-Matlab

Do zbierania danych podczas eksperymentów używamy na pracowniach programu Svarog. Zapisuje on pliki z danymi w postaci binarnej, natomiast cała informacja o strukturze takiego pliku danych (tzw. metadane) przechowywana jest w osobnym pliku typu XML. Aby móc analizować nasze pliki danych w Matlabie musimy umieć wczytać i odpowiednio interpretować informacje w nich zawarte. Niestety nie mamy gotowej funkcji dla wczytywania plików zapisywanych przez Svaroga, a także dostępne domyślnie funkcje do obróbki zbiorów typu XML nie nadają się do tego celu.

Jak łatwo się domyśleć, pierwszym krokiem musi być „wyciągnięcie” z pliku XML podstawowych informacji o zapisanych danych. Plik XML ma format tekstowy, możemy więc go otworzyć w edytorze tekstu (na przykład matlabowym), ale ta metoda nie jest szczególnie użyteczna, jako bardzo pracochłonna. Wczytajmy więc ten plik do Matlaba i postarajmy się automatycznie znaleźć wszystkie potrzebne informacje. Będą to:

  • nazwa pliku z danymi;
  • liczba zapisanych kanałów;
  • częstość próbkowania danych;
  • format użyty do zapisu liczb;
  • liczba zapisanych próbek;
  • nazwy kanałów;
  • wzmocnienie (gain) i poziom (offset) w każdym kanale;
  • czas rozpoczęcia rejestracji.

Jak wczytać plik tekstowy do Maltaba? Wskazówką niech będzie przykład ze zliczaniem liter w poprzednim rozdziale. Różnica jest tylko taka, że tam traktowaliśmy litery tekstu jako liczby, a teraz potrzebujemy znaków tekstowych. Musimy zastosować inny typ wczytywanych danych: *char.

Jeśli udało nam się wczytać plik XML i mamy go w postaci wektora znaków w Matlabie, następnym krokiem będzie wyszukanie w tym tekście potrzebnych nam informacji. Czego będziemy szukać w naszym pliku XML? Jak łatwo zauważyć potrzebne nam informacje „opakowane” są specjalnymi znacznikami. Na przykład nazwa „właściwego” pliku danych zawarta jest pomiędzy znacznikiem <rs:exportFileName> a znacznikiem </rs:exportFileName>. Wystarczy więc znaleźć początek i koniec każdego znacznika, a następnie „pobrać” informację spomiędzy tych pozycji.

Do przeszukiwania tekstów mamy dostępnych kilka różnych funkcji. Funkcje findstr i strfind mają w naszym przypadku mniejsze zastosowanie, gdyż operują na tekstach jednowierszowych (bez znaków nowego wiersza), a nasz tekst jest wielowierszowy. Na szczęście jest do dyspozycji funkcja regexp, która poszukuje wyrażeń znakowych w wektorach znaków. Na dodatek zwraca indeksy początków i końców każdego znalezionego fragmentu!

Wskazówki:

  • Transpozycję macierzy uzyskujemy dopisując apostrof ' na końcu transponowanego wyrażenia.
  • Aby z tekstu (zawierającego cyfry) zrobić liczbę stosujemy funkcję str2double.

Jeśli już wszystko wiemy na temat naszych danych, możemy je odczytać. Dane są zapisane w formacie binarnym, a jego struktura jest następująca (przy założeniu k kanałów i długości danych N próbek):

x1(t1) x2(t1) ... xk(t1) x1(t2) x2(t2) ... xk(t2) ... ... xk(tN)

Kolejne kratki oznaczają tu kolejne liczby w pliku. Format taki nazywamy przeplatanym lub multipleksowanym.

Jeśli plik nie jest bardzo duży możemy go w całości wczytać do Matlaba. Operacja jest w zasadzie analogiczna do wczytania pliku XML, z taką różnicą, że teraz format wczytywanych danych jest double (lub inny, w zależności od informacji z pliku XML), czyli dane są binarne (nie da się ich przeczytać w edytorze tekstu). Po udanym wczytaniu danych, w pamięci mamy zmienną zawierającą dane z pliku o postaci jednowymiarowego wektora jak na przedstawionym powyżej rysunku. Należy go przekształcić do postaci macierzy o właściwych rozmiarach komendą reshape(dane,(liczba_kanalow, liczba_probek)) albo dane.reshape((liczba_kanalow, liczba_probek)).

Ostatnim etapem przygotowywania danych będzie zastosowanie odpowiedniego montażu — oczywiście jako procedury w Matlabie.

Plik zawierający przykładowe dane do wczytania: Plik:Sygnal p300 kalib.tar.gz. proszę go pobrać i wypakować do osobnego katalogu. Po wypakowaniu powinny się tam pojawić 3 pliki:

  • sygnał binarny: p_6301423_calibration_p300.obci.raw
  • opis xml: p_6301423_calibration_p300.obci.xml
  • plik ze znacznikami: p_6301423_calibration_p300.obci.tag - tym plikiem na dzisiejszych zajęciach nie będziemy się zajmować

Proszę wczytać ten sygnał do SVAROGA żeby przekonać się jak te dane wyglądają, a następnie napisać funkcję wczytującą te dane do Matlaba.


Laboratorium_EEG/Konwerter

Źródło: „http://brain.fuw.edu.pl/edu/index.php?title=Laboratorium_EEG/Konwerter_plików_Svarog–Matlab&oldid=7585”