VC与MATLAB混合编程在图像识别中的应用

陈玉华林来宾/洛阳师范学院信息技术学院；西门子（中国）有限公司机械传动部

VC与MATLAB混合编程在图像识别中的应用

陈玉华1林来宾2/1洛阳师范学院信息技术学院；2西门子（中国）有限公司机械传动部

详细描述了在VC环境下利用Matlab进行图像识别、提取的方法。本文以一个成像光斑的识别为例，介绍了Matlab引擎的设置，从而使VC和Matlab之间进行通信，实现图像的快速识别。

混合编程；引擎；matlab

引言：MATLAB强大的科学计算与可视化功能，简单易用的开放式可扩展环境，使MATLAB在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。但由于其编译器采用伪编译的方式，在MATLAB中编写的程序无法脱离其工作环境而独立运行。针对这个问题，Mathworks公司为MATLAB提供了应用程序接口，允许MATLAB和其他应用程序进行数据交换，并且提供了C/C++数学和图形函数库，为在其他程序设计语言中调用MATLAB的高效算法提供了可能。

VC++是微软公司利用C++的底层机理开发的编译器，与其他一些C++编译器相同，都以C++语言为编译对象。

一、VC与matlab接口方式的选择

VC与MATLAB之间的接口方式有3种：1）在VC中利用MATLABEngine调用MATLAB函数；2）将MATLAB程序编译成MEX文件；3）在VC程序中利用MATLAB C++数学库调用MATLAB函数。方法1是采用引擎方式，可以在非MATLAB为主的应用程序中使用MATLAB功能，该方法不需连接整个MATLAB，只需在VC中嵌入必要的MATLAB Engine，便可以调用MATLAB中几乎所有的函数或命令，无需编译成C或C++程序；方法2是在以MATLAB为主的应用程序中，需要在MATLAB应用程序中调用其他语言的情况下使用，方法3的缺点是不能够利用MATLAB中丰富的图形句柄处理函数。本文采用的是引擎调用的方法。

二、VC调用matlab引擎

MATLAB引擎是一组函数，通过这组函数，用户可以在自己的应用程序中实现对MATLAB的控制，来完成计算和图形绘制等任务，这相当于把MATLAB当成一个计算引擎。在开发一个专业的应用程序时，可以采用VC开发用户界面，而分析部分采用MATLAB编程实现，这样可以利用MATLAB强大的分析功能，缩短程序开发周期。

MATLAB引擎的操作是通过启动一个独立于应用程序的进程来实现的。这样只需要把少量的引擎通信库函数连接到应用程序，因为应用程序和引擎是两个独立的进程，它们之间的通信机制与开发环境相关。MATLAB提供了一个函数库来实现对MATLAB的控制，这个函数库的主要功能有：启动和结束MATLAB进程；从MATLAB发送的接收数据；向MATLAB发送命令。与其他接口方式相比，引擎提供的MATLAB功能支持是最全面的，它可以完成任何计算和绘图操作，对所有的数据结构提供完全支持。

三、VC调用matlab引擎设置

要在VC中成功编译MATLAB程序，必须包含引擎头文件Engine.h并引入MATLAB对应的库文件：libeng.lib，libmat. lib,libmx.lib,libmex.lib。具体的设置方法如下（以VS2005为例），打开一个工程后：

1.通过菜单工具/选项，打开设置属性页，进入Directories页面，在目录下拉列表框中选择Include files，添加路径：“C: matlabexterninclude”（假定matlab安装在C:matlab目录）。

2.选择Library files，添加路径：C:matlabexternlibwin32microsoftmsvc60，该步只需设置一次。

3.通过菜单工程/设置，打开工程设置属性页，进入Link页面，在Object/library modules编辑框中，添加文件名libmx.lib libmat.lib libmex.lib libeng.lib。

该步每个工程都要单独设定，因为每个工程所使用的MATLAB函数库可以不一样，因此，设置可能不同。上面只设定了libmx.lib libmat.lib libmex.lib libeng.lib，如果使用了其它的库函数，则需要添加相应的库文件。

四、VC调用MATLAB实现图像识别

在VC中编译代码时，必须对头文件“engine.h”进行包含，这个头文件非常重要。“engine.h”中包含了MATLAB引擎库中所有函数及其相关数据类型的定义，缺少了它，将无法使用MATLAB引擎。如果不加入这个头文件，在程序编译时就会出现“调用没有定义的MATLAB引擎函数”的错误提示。

接着启动引擎。定义一个引擎指针ep，该指针首先指向函数engOpen（），然后开始VC与MATLAB通信。结合一个光斑图像提取的例子。

打开引擎后进行进行通信，在VC环境下，只需把MATLAB环境下的。m文件转换为引擎调用即可。主要代码如下：

最后，通信完毕后关闭matlab引擎即可。

程序识别的图像前后对比如下所示：

图1 识别前图像

图2 识别后图像

五、结论

VC和matlab在编程和计算上各有自己的优缺点，将它们结合起来，可以开发出来数值计算功能强大、界面友好的程序来。

[1]苏金明等，Matlab与外部程序接口[M].,电子工业出版社，2004。

[2]袁林等，VC与MATLAB混合编程在图像处理中的应用 [J].微计算机信息，2008第24卷第4-3期

本文为河南省科技攻关项目项目编号：102102210479。

陈玉华1976.11～，女，讲师，硕士，研究方向为图像处理