陳玉華林來賓/洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院；西門子（中國）有限公司機(jī)械傳動(dòng)部

VC與MATLAB混合編程在圖像識(shí)別中的應(yīng)用

陳玉華1林來賓2/1洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院；2西門子（中國）有限公司機(jī)械傳動(dòng)部

詳細(xì)描述了在VC環(huán)境下利用Matlab進(jìn)行圖像識(shí)別、提取的方法。本文以一個(gè)成像光斑的識(shí)別為例，介紹了Matlab引擎的設(shè)置，從而使VC和Matlab之間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)圖像的快速識(shí)別。

混合編程；引擎；matlab

引言：MATLAB強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能，簡(jiǎn)單易用的開放式可擴(kuò)展環(huán)境，使MATLAB在許多學(xué)科領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。但由于其編譯器采用偽編譯的方式，在MATLAB中編寫的程序無法脫離其工作環(huán)境而獨(dú)立運(yùn)行。針對(duì)這個(gè)問題，Mathworks公司為MATLAB提供了應(yīng)用程序接口，允許MATLAB和其他應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并且提供了C/C++數(shù)學(xué)和圖形函數(shù)庫，為在其他程序設(shè)計(jì)語言中調(diào)用MATLAB的高效算法提供了可能。

VC++是微軟公司利用C++的底層機(jī)理開發(fā)的編譯器，與其他一些C++編譯器相同，都以C++語言為編譯對(duì)象。

一、VC與matlab接口方式的選擇

VC與MATLAB之間的接口方式有3種：1）在VC中利用MATLABEngine調(diào)用MATLAB函數(shù)；2）將MATLAB程序編譯成MEX文件；3）在VC程序中利用MATLAB C++數(shù)學(xué)庫調(diào)用MATLAB函數(shù)。方法1是采用引擎方式，可以在非MATLAB為主的應(yīng)用程序中使用MATLAB功能，該方法不需連接整個(gè)MATLAB，只需在VC中嵌入必要的MATLAB Engine，便可以調(diào)用MATLAB中幾乎所有的函數(shù)或命令，無需編譯成C或C++程序；方法2是在以MATLAB為主的應(yīng)用程序中，需要在MATLAB應(yīng)用程序中調(diào)用其他語言的情況下使用，方法3的缺點(diǎn)是不能夠利用MATLAB中豐富的圖形句柄處理函數(shù)。本文采用的是引擎調(diào)用的方法。

二、VC調(diào)用matlab引擎

MATLAB引擎是一組函數(shù)，通過這組函數(shù)，用戶可以在自己的應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的控制，來完成計(jì)算和圖形繪制等任務(wù)，這相當(dāng)于把MATLAB當(dāng)成一個(gè)計(jì)算引擎。在開發(fā)一個(gè)專業(yè)的應(yīng)用程序時(shí)，可以采用VC開發(fā)用戶界面，而分析部分采用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)，這樣可以利用MATLAB強(qiáng)大的分析功能，縮短程序開發(fā)周期。

MATLAB引擎的操作是通過啟動(dòng)一個(gè)獨(dú)立于應(yīng)用程序的進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)的。這樣只需要把少量的引擎通信庫函數(shù)連接到應(yīng)用程序，因?yàn)閼?yīng)用程序和引擎是兩個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程，它們之間的通信機(jī)制與開發(fā)環(huán)境相關(guān)。MATLAB提供了一個(gè)函數(shù)庫來實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的控制，這個(gè)函數(shù)庫的主要功能有：?jiǎn)?dòng)和結(jié)束MATLAB進(jìn)程；從MATLAB發(fā)送的接收數(shù)據(jù)；向MATLAB發(fā)送命令。與其他接口方式相比，引擎提供的MATLAB功能支持是最全面的，它可以完成任何計(jì)算和繪圖操作，對(duì)所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供完全支持。

三、VC調(diào)用matlab引擎設(shè)置

要在VC中成功編譯MATLAB程序，必須包含引擎頭文件Engine.h并引入MATLAB對(duì)應(yīng)的庫文件：libeng.lib，libmat. lib,libmx.lib,libmex.lib。具體的設(shè)置方法如下（以VS2005為例），打開一個(gè)工程后：

1.通過菜單工具/選項(xiàng)，打開設(shè)置屬性頁，進(jìn)入Directories頁面，在目錄下拉列表框中選擇Include files，添加路徑：“C: matlabexterninclude”（假定matlab安裝在C:matlab目錄）。

2.選擇Library files，添加路徑：C:matlabexternlibwin32microsoftmsvc60，該步只需設(shè)置一次。

3.通過菜單工程/設(shè)置，打開工程設(shè)置屬性頁，進(jìn)入Link頁面，在Object/library modules編輯框中，添加文件名libmx.lib libmat.lib libmex.lib libeng.lib。

該步每個(gè)工程都要單獨(dú)設(shè)定，因?yàn)槊總€(gè)工程所使用的MATLAB函數(shù)庫可以不一樣，因此，設(shè)置可能不同。上面只設(shè)定了libmx.lib libmat.lib libmex.lib libeng.lib，如果使用了其它的庫函數(shù)，則需要添加相應(yīng)的庫文件。

四、VC調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別

在VC中編譯代碼時(shí)，必須對(duì)頭文件“engine.h”進(jìn)行包含，這個(gè)頭文件非常重要?！癳ngine.h”中包含了MATLAB引擎庫中所有函數(shù)及其相關(guān)數(shù)據(jù)類型的定義，缺少了它，將無法使用MATLAB引擎。如果不加入這個(gè)頭文件，在程序編譯時(shí)就會(huì)出現(xiàn)“調(diào)用沒有定義的MATLAB引擎函數(shù)”的錯(cuò)誤提示。

接著啟動(dòng)引擎。定義一個(gè)引擎指針ep，該指針首先指向函數(shù)engOpen（），然后開始VC與MATLAB通信。結(jié)合一個(gè)光斑圖像提取的例子。

打開引擎后進(jìn)行進(jìn)行通信，在VC環(huán)境下，只需把MATLAB環(huán)境下的。m文件轉(zhuǎn)換為引擎調(diào)用即可。主要代碼如下：

最后，通信完畢后關(guān)閉matlab引擎即可。

程序識(shí)別的圖像前后對(duì)比如下所示：

圖1 識(shí)別前圖像

圖2 識(shí)別后圖像

五、結(jié)論

VC和matlab在編程和計(jì)算上各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，將它們結(jié)合起來，可以開發(fā)出來數(shù)值計(jì)算功能強(qiáng)大、界面友好的程序來。

[1]蘇金明等，Matlab與外部程序接口[M].,電子工業(yè)出版社，2004。

[2]袁林等，VC與MATLAB混合編程在圖像處理中的應(yīng)用 [J].微計(jì)算機(jī)信息，2008第24卷第4-3期

本文為河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目項(xiàng)目編號(hào)：102102210479。

陳玉華1976.11～，女，講師，碩士，研究方向?yàn)閳D像處理