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DataIO.py:...
DataIO.py: Contiene todos lo metodos necesarios para leer y escribir datos desde archivos en formato jicamarca o pdata (.r o .pdata). Los datos estan ordenado por bloques con la siguiente disposicion: Para Voltajes - perfiles * alturas * canales Para Spectra - paresCanalesIguales * alturas * perfiles (Self Spectra) paresCanalesDiferentes * alturas * perfiles (Cross Spectra) canales * alturas (DC Channels) Valentin Sarmiento - jueves 12 de abril de 2012 - 10:35am

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SpectraIO.py
433 lines | 14.6 KiB | text/x-python | PythonLexer
'''
File: SpectraIO.py
Created on 20/02/2012
@author $Author$
@version $Id$
'''
import os, sys
import numpy
import glob
import fnmatch
import time, datetime
path = os.path.split(os.getcwd())[0]
sys.path.append(path)
from Model.JROHeader import *
from Model.Spectra import Spectra
from DataIO import JRODataReader
from DataIO import JRODataWriter
from DataIO import isNumber
class SpectraReader( JRODataReader ):
"""
Esta clase permite leer datos de espectros desde archivos procesados (.pdata). La lectura
de los datos siempre se realiza por bloques. Los datos leidos (array de 3 dimensiones)
son almacenados en tres buffer's para el Self Spectra, el Cross Spectra y el DC Channel.
pares * alturas * perfiles (Self Spectra)
canales * alturas * perfiles (Cross Spectra)
canales * alturas (DC Channels)
Esta clase contiene instancias (objetos) de las clases BasicHeader, SystemHeader,
RadarControllerHeader y Spectra. Los tres primeros se usan para almacenar informacion de la
cabecera de datos (metadata), y el cuarto (Spectra) para obtener y almacenar un bloque de
datos desde el "buffer" cada vez que se ejecute el metodo "getData".
Example:
dpath = "/home/myuser/data"
startTime = datetime.datetime(2010,1,20,0,0,0,0,0,0)
endTime = datetime.datetime(2010,1,21,23,59,59,0,0,0)
readerObj = SpectraReader()
readerObj.setup(dpath, startTime, endTime)
while(True):
readerObj.getData()
print readerObj.m_Spectra.data
if readerObj.flagNoMoreFiles:
break
"""
m_DataObj = None
data_spc = None
data_cspc = None
data_dc = None
nPairsEqualChannels = 0
nPairsUnequalChannels = 0
pts2read_SelfSpectra = 0
pts2read_CrossSpectra = 0
pts2read_DCchannels = 0
ext = ".pdata"
def __init__(self, m_Spectra=None):
"""
Inicializador de la clase SpectraReader para la lectura de datos de espectros.
Inputs:
m_Spectra : Objeto de la clase Spectra. Este objeto sera utilizado para
almacenar un perfil de datos cada vez que se haga un requerimiento
(getData). El perfil sera obtenido a partir del buffer de datos,
si el buffer esta vacio se hara un nuevo proceso de lectura de un
bloque de datos.
Si este parametro no es pasado se creara uno internamente.
Affected:
self.m_DataObj
Return : None
"""
if m_Spectra == None:
m_Spectra = Spectra()
if not( isinstance(m_Spectra, Spectra) ):
raise ValueError, "in SpectraReader, m_Spectra must be an Spectra class object"
self.m_DataObj = m_Spectra
def __hasNotDataInBuffer(self):
return 1
def getBlockDimension(self):
"""
Obtiene la cantidad de puntos a leer por cada bloque de datos
Affected:
self.nPairsEqualChannels
self.nPairsUnequalChannels
self.pts2read_SelfSpectra
self.pts2read_CrossSpectra
self.pts2read_DCchannels
self.blocksize
self.m_DataObj.nPairsEqualChannels
self.m_DataObj.nPairsUnequalChannels
Return:
None
"""
self.nPairsEqualChannels = 0
self.nPairsUnequalChannels = 0
for i in range( 0, self.m_ProcessingHeader.totalSpectra*2, 2 ):
if self.m_ProcessingHeader.spectraComb[i] == self.m_ProcessingHeader.spectraComb[i+1]:
self.nPairsEqualChannels = self.nPairsEqualChannels + 1 #par de canales iguales
else:
self.nPairsUnequalChannels = self.nPairsUnequalChannels + 1 #par de canales diferentes
pts2read = self.m_ProcessingHeader.numHeights * self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock
self.pts2read_SelfSpectra = int( self.nPairsEqualChannels * pts2read )
self.pts2read_CrossSpectra = int( self.nPairsUnequalChannels * pts2read )
self.pts2read_DCchannels = int( self.m_SystemHeader.numChannels * self.m_ProcessingHeader.numHeights )
self.blocksize = self.pts2read_SelfSpectra + self.pts2read_CrossSpectra + self.pts2read_DCchannels
self.m_DataObj.nPairsEqualChannels = self.nPairsEqualChannels
self.m_DataObj.nPairsUnequalChannels = self.nPairsUnequalChannels
def readBlock(self):
"""
Lee el bloque de datos desde la posicion actual del puntero del archivo
(self.fp) y actualiza todos los parametros relacionados al bloque de datos
(metadata + data). La data leida es almacenada en el buffer y el contador del buffer
es seteado a 0
Return: None
Variables afectadas:
self.datablockIndex
self.flagIsNewFile
self.flagIsNewBlock
self.nReadBlocks
self.data_spc
self.data_cspc
self.data_dc
Exceptions:
Si un bloque leido no es un bloque valido
"""
blockOk_flag = False
fpointer = self.fp.tell()
spc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType[0], self.pts2read_SelfSpectra )
cspc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType, self.pts2read_CrossSpectra )
dc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType, self.pts2read_DCchannels ) #int(self.m_ProcessingHeader.numHeights*self.m_SystemHeader.numChannels) )
if self.online:
if (spc.size + cspc.size + dc.size) != self.blocksize:
for nTries in range( self.nTries ):
print "\tWaiting %0.2f sec for the next block, try %03d ..." % (self.delay, nTries+1)
time.sleep( self.delay )
self.fp.seek( fpointer )
fpointer = self.fp.tell()
spc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType[0], self.pts2read_SelfSpectra )
cspc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType, self.pts2read_CrossSpectra )
dc = numpy.fromfile( self.fp, self.dataType, self.pts2read_DCchannels ) #int(self.m_ProcessingHeader.numHeights*self.m_SystemHeader.numChannels) )
if (spc.size + cspc.size + dc.size) == self.blocksize:
blockOk_flag = True
break
if not( blockOk_flag ):
return 0
try:
spc = spc.reshape( (self.nPairsEqualChannels, self.m_ProcessingHeader.numHeights, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock) ) #transforma a un arreglo 3D
cspc = cspc.reshape( (self.nPairsUnequalChannels, self.m_ProcessingHeader.numHeights, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock) ) #transforma a un arreglo 3D
dc = dc.reshape( (self.m_SystemHeader.numChannels, self.m_ProcessingHeader.numHeights) ) #transforma a un arreglo 2D
except:
print "Data file %s is invalid" % self.filename
return 0
if not( self.m_ProcessingHeader.shif_fft ):
spc = numpy.roll( spc, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock/2, axis=2 ) #desplaza a la derecha en el eje 2 determinadas posiciones
cspc = numpy.roll( cspc, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock/2, axis=2 ) #desplaza a la derecha en el eje 2 determinadas posiciones
# spc = numpy.transpose( spc, (0,2,1) )
# cspc = numpy.transpose( cspc, (0,2,1) )
#dc = numpy.transpose(dc, (0,2,1))
self.data_spc = spc
self.data_cspc = cspc['real'] + cspc['imag']*1j
self.data_dc = dc['real'] + dc['imag']*1j
self.datablockIndex = 0
self.flagIsNewFile = 0
self.flagIsNewBlock = 1
self.nReadBlocks += 1
self.nBlocks += 1
return 1
def getData(self):
"""
Copia el buffer de lectura a la clase "Spectra",
con todos los parametros asociados a este (metadata). cuando no hay datos en el buffer de
lectura es necesario hacer una nueva lectura de los bloques de datos usando "readNextBlock"
Return:
0 : Si no hay mas archivos disponibles
1 : Si hizo una buena copia del buffer
Affected:
self.m_DataObj
self.datablockIndex
self.flagResetProcessing
self.flagIsNewBlock
"""
if self.flagNoMoreFiles: return 0
self.flagResetProcessing = 0
self.flagIsNewBlock = 0
if self.__hasNotDataInBuffer():
if not( self.readNextBlock() ):
self.setNextFile()
return 0
self.m_DataObj.m_BasicHeader = self.m_BasicHeader.copy()
self.m_DataObj.m_ProcessingHeader = self.m_ProcessingHeader.copy()
self.m_DataObj.m_RadarControllerHeader = self.m_RadarControllerHeader.copy()
self.m_DataObj.m_SystemHeader = self.m_SystemHeader.copy()
self.m_DataObj.heights = self.heights
self.m_DataObj.dataType = self.dataType
if self.flagNoMoreFiles == 1:
print 'Process finished'
return 0
#data es un numpy array de 3 dmensiones (perfiles, alturas y canales)
if self.data_dc == None:
self.m_DataObj.flagNoData = True
return 0
self.m_DataObj.flagNoData = False
self.m_DataObj.flagResetProcessing = self.flagResetProcessing
self.m_DataObj.data_spc = self.data_spc
self.m_DataObj.data_cspc = self.data_cspc
self.m_DataObj.data_dc = self.data_dc
#call setData - to Data Object
#self.datablockIndex += 1
#self.idProfile += 1
return 1
class SpectraWriter(JRODataWriter):
"""
Esta clase permite escribir datos de espectros a archivos procesados (.pdata). La escritura
de los datos siempre se realiza por bloques.
"""
m_DataObj = None
ext = ".pdata"
optchar = "P"
shape_spc_Buffer = None
shape_cspc_Buffer = None
shape_dc_Buffer = None
def __init__(self, m_Spectra=None):
"""
Inicializador de la clase SpectraWriter para la escritura de datos de espectros.
Affected:
self.m_DataObj
self.m_BasicHeader
self.m_SystemHeader
self.m_RadarControllerHeader
self.m_ProcessingHeader
Return: None
"""
if m_Spectra == None:
m_Spectra = Spectra()
if not( isinstance(m_Spectra, Spectra) ):
raise ValueError, "in SpectraReader, m_Spectra must be an Spectra class object"
self.m_DataObj = m_Spectra
def hasAllDataInBuffer(self):
return 1
def setBlockDimension(self):
"""
Obtiene las formas dimensionales del los subbloques de datos que componen un bloque
Affected:
self.shape_spc_Buffer
self.shape_cspc_Buffer
self.shape_dc_Buffer
Return: None
"""
self.shape_spc_Buffer = (self.m_DataObj.nPairsEqualChannels,
self.m_ProcessingHeader.numHeights,
self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock)
self.shape_cspc_Buffer = (self.m_DataObj.nPairsUnequalChannels,
self.m_ProcessingHeader.numHeights,
self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock)
self.shape_dc_Buffer = (self.m_SystemHeader.numChannels,
self.m_ProcessingHeader.numHeights)
def writeBlock(self):
"""
Escribe el buffer en el file designado
Affected:
self.data_spc
self.data_cspc
self.data_dc
self.flagIsNewFile
self.flagIsNewBlock
self.nWriteBlocks
self.blocksCounter
Return: None
"""
spc = self.data_spc
# spc = numpy.transpose( self.data_spc, (0,2,1) )
if not( self.m_ProcessingHeader.shif_fft ):
spc = numpy.roll( spc, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock/2, axis=2 ) #desplaza a la derecha en el eje 2 determinadas posiciones
data = spc.reshape((-1))
data.tofile(self.fp)
data = numpy.zeros( self.shape_cspc_Buffer, self.dataType )
cspc = self.data_cspc
# cspc = numpy.transpose( self.data_cspc, (0,2,1) )
if not( self.m_ProcessingHeader.shif_fft ):
cspc = numpy.roll( cspc, self.m_ProcessingHeader.profilesPerBlock/2, axis=2 ) #desplaza a la derecha en el eje 2 determinadas posiciones
data['real'] = cspc.real
data['imag'] = cspc.imag
data = data.reshape((-1))
data.tofile(self.fp)
data = numpy.zeros( self.shape_dc_Buffer, self.dataType )
dc = self.data_dc
data['real'] = dc.real
data['imag'] = dc.imag
data = data.reshape((-1))
data.tofile(self.fp)
self.data_spc.fill(0)
self.data_cspc.fill(0)
self.data_dc.fill(0)
self.flagIsNewFile = 0
self.flagIsNewBlock = 1
self.nWriteBlocks += 1
self.blocksCounter += 1
def putData(self):
"""
Setea un bloque de datos y luego los escribe en un file
Affected:
self.data_spc
self.data_cspc
self.data_dc
Return:
0 : Si no hay data o no hay mas files que puedan escribirse
1 : Si se escribio la data de un bloque en un file
"""
self.flagIsNewBlock = 0
if self.m_DataObj.flagNoData:
return 0
if self.m_DataObj.flagResetProcessing:
self.data_spc.fill(0)
self.data_cspc.fill(0)
self.data_dc.fill(0)
self.setNextFile()
self.data_spc = self.m_DataObj.data_spc
self.data_cspc = self.m_DataObj.data_cspc
self.data_dc = self.m_DataObj.data_dc
# #self.m_ProcessingHeader.dataBlocksPerFile)
if True:
self.getHeader()
self.writeNextBlock()
if self.flagNoMoreFiles:
#print 'Process finished'
return 0
return 1