python - 如何使用 python 从 LTspice 解码压缩的二进制 .RAW 文件

问题描述

我正在尝试读取 .raw LTSPice 文件。在 LTSPice 的控制面板中，可以在 ASCII 和二进制压缩之间切换。ASCII 可读性没有问题，但它在大小和性能方面存在缺陷，这就是我想使用二进制压缩的原因。有可能选择二阶压缩，这就是目标。LTSpice 提供输出 .raw 文件，ASCII 文件具有电压和电流值，但在二进制文件中，有些符号我无法解码。

首先，我尝试使用 notepad++ 打开 .raw 文件。当我打开 ASCII .raw 文件和 UCS-2 Little Endian 打开二进制解压缩的 .raw 文件时，Notpad++ 显示在左下角的 UTF-8 中。我尝试了不同的编码，例如 UTF-16le、ISO-8859-1 ......实际上我打印了所有编解码器并尝试了它们：

import codecs
print(dir(codecs))

另外，我尝试不使用 BOM。我发现了这个，但它没有给我任何结果：

import codecs
encoded_text = open('Circuit_binary_Transient.raw', 'rb').read()    #should read in binary mode to get the BOM correctly
bom= codecs.BOM_UTF16_LE                                      #print dir(codecs) for other encodings
assert encoded_text.startswith(bom)                           
encoded_text= encoded_text[len(bom):]                         #strip away 
decoded_text= encoded_text.decode('utf-16le')
print(decoded_text)

我发现 Zlib 是常见的压缩，我试图找出我的文件中的哪些位置有压缩，但是没有结果。我用了：

import zlib
from glob import glob

def zipstreams(filename):
    """Return all zip streams and their positions in file."""
    with open(filename, 'rb') as fh:
        data = fh.read()
    i = 0
    while i < len(data):
        try:
            zo = zlib.decompressobj()
            yield i, zo.decompress(data[i:])
            i += len(data[i:]) - len(zo.unused_data)
        except zlib.error:
            i += 1

for i, data in zipstreams("Circuit_binary_Transient.raw.raw"):
    print (i, len(data))

对于 len(data)，我总是得到 0。

我找到了这个脚本，但没有实现二进制 .raw 文件解码： http
: //www2.ee.unsw.edu.au/~tlehmann/ltspy.py 另外，我找到了 Paul Wagner 的 Matlab 解决方案，LTSpice2Matlab（ ltspice reader for Matlab），但我需要它用于python，并且从那个特定的脚本中我找不到使用哪种编码。我发现对于二进制解压缩文件，Paul Wagner 使用插值来获得更多点，然后转换为可读格式。

实际上，我使用这段代码来读取 .raw 文件：

data = fo.read() # Binary data read
fo.close()
line = str(data, encoding='utf-16le')
print(line)

当我使用 ASCII .raw 文件和 UTF8 时，最后有文本，但是当我使用二进制压缩的 .raw 文件时，我找不到如何以可读格式解码文件。

这是我目前在 LTSpice 的 .raw 文件中的内容（在文本“二进制：”之后）：

栋㲚朎㲚鸞㕼鸞㕼鸞땼䕘퇠≄뻕襾㷨⁄㷨⡜㚾⡜㚾⡜뚾䕘퇠≄㻥䏨㹔ᙘ㹓㜬㜬뜬岓逇Ⳡ㻵◲㻇㯋㻃㞟㞟랟ጟ箽㼄籼㼯덌㼩Ӏ㠋Ӏ㠋Ӏ렋괄蝄㼎ڕ㽦럍㽢먵㠹먵㠹먵령귴脍侧㼑з㽴鍰㽲럜㡆럜㡆럜롆쵺튆㼒㽺땺㽹迀㡌迀㡌迀롌偵姏䰦㼔㽾枎㽽雈㡏雈㡏雈롏䰼ᬇⅤ㼖쵅㽿ᦊ㽾⢖㡐⢖㡐⢖롐暾좳죯㼗챭㽼錒㽺䕈㡍䕈㡍䕈롍얳✀礦㼚嘻㽰㽫㿃㡁㿃㡁㿃롁먬쬥㼞㽉뙵㽁낁㠞낁㠞낁렞袨�봜㼢睿㻔瘵㻄㞠㞠랠嘈䆬흞㼦㷧븥譻븠蒱뜃蒱뜃蒱㜃빝袏噥㼪뼝뼙㼆럼㼆럼㼆㟼玵嬆㼬ﵠ뽐】뽏멬렩멬렩멬㠩떋Ҕ덭㼭葔뽩뽨챢렾챢렾챢㠾넼ꧼ㼮쏐뽵뼃뽵傴롉傴롉傴㡉뮷惵㼯툡뽻뽻婇롎婇롎婇㡎�ﶻሣ㼰姢뽿ᚶ뽿롐롐㡐誔

我希望解码和阅读这个，我想我应该得到与 ASCII .raw 文件相同的内容，例如：

0       0.000000000000000e+000  
    1.884843971540818e-002  
    1.884796850054908e-002  
    9.423984250366810e-007  
    9.423984250274539e-007  
    -9.423984250328532e-007  
1       3.951925877448456e-008  
    1.959322256186405e-002  
    1.959271263253092e-002  
    9.796356316741367e-007  
    9.796356316265457e-007  
    -9.796356317259836e-007  
2       1.185577763234539e-007  
    2.108275522427772e-002  
    2.108216492289399e-002  
    1.054108246213077e-006  
    1.054108246144700e-006  
    -1.054108246245633e-006

我将不胜感激。目标是读取压缩的二进制 .raw LTSpice 文件。

标签： pythonbinarycompressiondecode

解决方案

当我打开 ASCII .raw 文件和 UCS-2 Little Endian 打开二进制解压缩的 .raw 文件时，Notpad++ 显示在左下角的 UTF-8 中。”

这很正常，UTF-8 是一种文本编码，它只是将一个字节序列与某个字符相关联。原始二进制文件没有固定的结构或编码，因为它们包含二进制数据：例如，考虑一下字符串"3.1415926535"（在 UTF-8 中是 12 个字节）和该值的原始浮点二进制表示之间的差异（适合 4 个字节）。如果您将浮点数的“原始”4 字节解释为文本，您将得到一些垃圾文本输出或 unicode 解码错误。对于原始文件，特定的数据格式和每个字节的含义由生成它们的软件指定。

通常，您应该查找 LTSpice 原始文件规范，了解数据的排列方式并为此编写自己的解析器。但是因为这是 python，所以有人已经为你做了这个，并制作了一个你可以通过安装的包pip，查看那个包和它的例子，它应该很容易使用。

更新

在此链接中，他们声明原始二进制格式未正式披露，并且可能随时更改（尽管过去 15 年没有）。

格式本身是一个 UTF-16 标头，后跟原始二进制数据。当你说：

这是我目前在 LTSpice 的 .raw 文件中的内容（在文本“二进制：”之后）：[...]

那是原始数据（以 UTF-16 解码，如您所见，这在文本中是无意义的）。该原始数据是按 header 中定义的顺序排列的变量值的打包列表，重复的时间点与数据中的时间点一样多。时间以双倍编码（即 8 个字节），其他任何东西 - 除非你也强制它加倍 - 是浮点数（4 个字节）。那么，你应该做的是：

1) 解析变量列表并计算一条记录有多长（例如，8 + 4*num_of_variables）

2）从“二进制”字符串中获取字节数据直到文件末尾，并将其拆分为您在步骤 1 中获得的长度的块

3) 相应地解释记录中的字节

python - 如何使用 python 从 LTspice 解码压缩的二进制 .RAW 文件

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