基于MATCOM的VC++與MATLAB集成應(yīng)用研究
2014-08-15 20:39:58衡霞張麗麗
科技視界 2014年17期
衡霞 張麗麗
【摘 要】本文論述了MATLAB與VC++集成應(yīng)用的特點(diǎn)和意義，介紹了目前常用的三種集成方法：利用MATLAB引擎、利用MATLAB自身的編譯器和利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)；通過(guò)在VC++環(huán)境下對(duì)聲音文件進(jìn)行低通濾波處理的實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明了基于MATCOM集成開(kāi)發(fā)方法的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】Visual C++；MATLAB；MATCOM；集成應(yīng)用
【Abstract】This paper describes the character and significance of integrated application of Visual C++ and MATLAB， introduces the three corresponding methods： based on MATLAB Engine， based on MATLAB C++ Complier and based on MATCOM to use function in the MATLAB toolbox. Finally the application of audio lowpass to demonstrates that the third method has greater advantages over others.
【Key words】Visual C++； MATLAB； MATCOM； Integrated Application
0 引言
MATLAB是一種基于矩陣運(yùn)算、具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能的高級(jí)編程語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于信號(hào)分析、語(yǔ)音分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。它的突出特點(diǎn)具有豐富的函數(shù)資源供用戶直接調(diào)用，且其繪圖功能強(qiáng)大，生成的圖形可實(shí)現(xiàn)多種功能，如圖形縮放、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)軸標(biāo)注、曲線說(shuō)明等；并在復(fù)雜算法方面表現(xiàn)出其他語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)勢(shì)；目前已成為國(guó)際上較流行的軟件之一。但是，作為一種以解釋方式運(yùn)行的語(yǔ)言，MATLAB程序執(zhí)行效率較低、耗時(shí)較長(zhǎng)，又受其平臺(tái)限制，MATLAB程序不能脫離MATLAB環(huán)境運(yùn)行，這就給其廣泛開(kāi)發(fā)使用帶來(lái)很大的不便。為了提高程序的執(zhí)行效率，開(kāi)發(fā)出獨(dú)立可執(zhí)行程序，現(xiàn)在普遍使用的一種方法就是用VC++調(diào)用MATLAB。
1 VC++與MATLAB的混合編程方法
目前，VC++與MATLAB的混合編程主要有以下三種方法：
1.1 利用MATLAB引擎
MATLAB引擎采用客戶和服務(wù)器計(jì)算方式，在運(yùn)用中，VC下的C或C++程序作為前端客戶機(jī)，它向MATLAB引擎?zhèn)鬟f命令、數(shù)據(jù)信息，并從MATLAB引擎接收數(shù)據(jù)信息。它提供以下幾個(gè)函數(shù)：engOpen、engGetArray、engPutArray、engOutput Buffer、engClose、engEvaString。
1.2 利用MATLAB自身的編譯器調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATLAB 5.1版本之后自帶有C++ Complier-mcc，該編譯器可將MATLAB的程序文件（M文件）轉(zhuǎn)換為C或C++的源代碼，并可生成脫離MATLAB運(yùn)行環(huán)境的可執(zhí)行程序。但要求編譯的M文件不依賴于其他M文件，以及不能調(diào)用MATLAB工具箱中的函數(shù)；同時(shí)，mcc編譯器也不支持圖形函數(shù)。
1.3 利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATCOM是Mattools公司推出的世界上第一個(gè)由MATLAB到C++的編譯開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，提供對(duì)MATLAB的 M文件的解釋執(zhí)行和開(kāi)發(fā)環(huán)境支持。MATCOM編譯M文件，先將M文件按照與MATCOM的cpp庫(kù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系翻譯成cpp源代碼，然后用對(duì)應(yīng)版本的c編譯器將cpp文件編譯成相應(yīng)的exe或dll文件。既保持了MATLAB的優(yōu)良算法，又保持了C++的高執(zhí)行效率，MATCOM軟件平臺(tái)本身的功能相當(dāng)強(qiáng)大，提供近千個(gè)MATLAB的基本功能函數(shù)，通過(guò)必要的設(shè)置，就可以直接實(shí)現(xiàn)與C++的混合編程，而不必再依賴MATLAB。
利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)與前兩種方法比較，它的轉(zhuǎn)換非常方便，生成的代碼可讀性很好，支持圖形函數(shù)，且代碼執(zhí)行的速度比不轉(zhuǎn)換平均要快1.5倍以上；同時(shí)MATCOM不僅可轉(zhuǎn)換獨(dú)立的不依賴于其他M文件的M文件，還可轉(zhuǎn)換調(diào)用其它M文件的M文件嵌套，條件是這些M文件在同一個(gè)目錄下。
2 集成應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法
下面以一個(gè)MATLAB對(duì)聲音文件的低通濾波程序?yàn)槔?，介紹通過(guò)MATCOM4.5實(shí)現(xiàn)VC++ 6.0對(duì)MATLAB程序的調(diào)用：
2.1 MATCOM對(duì)MATLAB源代碼的編譯
如上代碼所示，在調(diào)用Matrix
3 小結(jié)
通過(guò)MATCOM的支持，采用MATLAB與Visual C++ 6.0集成應(yīng)用混合編程可充分將MATLAB的高效數(shù)值計(jì)算和集科學(xué)計(jì)算、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖象處理等于一體的高度集成系統(tǒng)特性和Visual C++程序執(zhí)行速度快、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)有效地結(jié)合，大大提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率與運(yùn)行效率。用MATCOM在Visual C++環(huán)境中直接進(jìn)行這種集成調(diào)用，它比其他的調(diào)用方式使用簡(jiǎn)單并且功能強(qiáng)大，可以很好地解決工程中遇到的許多問(wèn)題，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王剛，俞穎.VC++與MATLAB混合編程環(huán)境下語(yǔ)音增強(qiáng)算法實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2012（12）：49-51.
[2]呂永林，字正華.基于VC 與MATLAB 的聲目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2009，19（9）：207-210.
[3]劉寧，劉財(cái)，馮晅.基于MATCOM平臺(tái)的VC++與MATLAB混合編程地震正演模擬[J].世界地質(zhì)，2011（4）：655-659.
[4]劉維.精通MATLAB與C/C++混合程序設(shè)計(jì)[M].2版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.
[5]袁林，巴力登.VC++調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像處理[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，200717（8）：215-218.
[6]張德豐.MATLAB 與外部程序接口編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：292-294.
[7]易克初，田斌，付強(qiáng).語(yǔ)音信號(hào)處理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.
[8]Won-Gyum Kim， Jong Chan Lee and Won Don Lee. An audio watermarking scheme with hidden signatures. International Conference on Signal Processing， Beijing， 2000： 250-253.
[責(zé)任編輯：楊玉潔]
【摘 要】本文論述了MATLAB與VC++集成應(yīng)用的特點(diǎn)和意義，介紹了目前常用的三種集成方法：利用MATLAB引擎、利用MATLAB自身的編譯器和利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)；通過(guò)在VC++環(huán)境下對(duì)聲音文件進(jìn)行低通濾波處理的實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明了基于MATCOM集成開(kāi)發(fā)方法的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】Visual C++；MATLAB；MATCOM；集成應(yīng)用
【Abstract】This paper describes the character and significance of integrated application of Visual C++ and MATLAB， introduces the three corresponding methods： based on MATLAB Engine， based on MATLAB C++ Complier and based on MATCOM to use function in the MATLAB toolbox. Finally the application of audio lowpass to demonstrates that the third method has greater advantages over others.
【Key words】Visual C++； MATLAB； MATCOM； Integrated Application
0 引言
MATLAB是一種基于矩陣運(yùn)算、具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能的高級(jí)編程語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于信號(hào)分析、語(yǔ)音分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。它的突出特點(diǎn)具有豐富的函數(shù)資源供用戶直接調(diào)用，且其繪圖功能強(qiáng)大，生成的圖形可實(shí)現(xiàn)多種功能，如圖形縮放、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)軸標(biāo)注、曲線說(shuō)明等；并在復(fù)雜算法方面表現(xiàn)出其他語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)勢(shì)；目前已成為國(guó)際上較流行的軟件之一。但是，作為一種以解釋方式運(yùn)行的語(yǔ)言，MATLAB程序執(zhí)行效率較低、耗時(shí)較長(zhǎng)，又受其平臺(tái)限制，MATLAB程序不能脫離MATLAB環(huán)境運(yùn)行，這就給其廣泛開(kāi)發(fā)使用帶來(lái)很大的不便。為了提高程序的執(zhí)行效率，開(kāi)發(fā)出獨(dú)立可執(zhí)行程序，現(xiàn)在普遍使用的一種方法就是用VC++調(diào)用MATLAB。
1 VC++與MATLAB的混合編程方法
目前，VC++與MATLAB的混合編程主要有以下三種方法：
1.1 利用MATLAB引擎
MATLAB引擎采用客戶和服務(wù)器計(jì)算方式，在運(yùn)用中，VC下的C或C++程序作為前端客戶機(jī)，它向MATLAB引擎?zhèn)鬟f命令、數(shù)據(jù)信息，并從MATLAB引擎接收數(shù)據(jù)信息。它提供以下幾個(gè)函數(shù)：engOpen、engGetArray、engPutArray、engOutput Buffer、engClose、engEvaString。
1.2 利用MATLAB自身的編譯器調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATLAB 5.1版本之后自帶有C++ Complier-mcc，該編譯器可將MATLAB的程序文件（M文件）轉(zhuǎn)換為C或C++的源代碼，并可生成脫離MATLAB運(yùn)行環(huán)境的可執(zhí)行程序。但要求編譯的M文件不依賴于其他M文件，以及不能調(diào)用MATLAB工具箱中的函數(shù)；同時(shí)，mcc編譯器也不支持圖形函數(shù)。
1.3 利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATCOM是Mattools公司推出的世界上第一個(gè)由MATLAB到C++的編譯開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，提供對(duì)MATLAB的 M文件的解釋執(zhí)行和開(kāi)發(fā)環(huán)境支持。MATCOM編譯M文件，先將M文件按照與MATCOM的cpp庫(kù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系翻譯成cpp源代碼，然后用對(duì)應(yīng)版本的c編譯器將cpp文件編譯成相應(yīng)的exe或dll文件。既保持了MATLAB的優(yōu)良算法，又保持了C++的高執(zhí)行效率，MATCOM軟件平臺(tái)本身的功能相當(dāng)強(qiáng)大，提供近千個(gè)MATLAB的基本功能函數(shù)，通過(guò)必要的設(shè)置，就可以直接實(shí)現(xiàn)與C++的混合編程，而不必再依賴MATLAB。
利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)與前兩種方法比較，它的轉(zhuǎn)換非常方便，生成的代碼可讀性很好，支持圖形函數(shù)，且代碼執(zhí)行的速度比不轉(zhuǎn)換平均要快1.5倍以上；同時(shí)MATCOM不僅可轉(zhuǎn)換獨(dú)立的不依賴于其他M文件的M文件，還可轉(zhuǎn)換調(diào)用其它M文件的M文件嵌套，條件是這些M文件在同一個(gè)目錄下。
2 集成應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法
下面以一個(gè)MATLAB對(duì)聲音文件的低通濾波程序?yàn)槔?，介紹通過(guò)MATCOM4.5實(shí)現(xiàn)VC++ 6.0對(duì)MATLAB程序的調(diào)用：
2.1 MATCOM對(duì)MATLAB源代碼的編譯
如上代碼所示，在調(diào)用Matrix
3 小結(jié)
通過(guò)MATCOM的支持，采用MATLAB與Visual C++ 6.0集成應(yīng)用混合編程可充分將MATLAB的高效數(shù)值計(jì)算和集科學(xué)計(jì)算、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖象處理等于一體的高度集成系統(tǒng)特性和Visual C++程序執(zhí)行速度快、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)有效地結(jié)合，大大提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率與運(yùn)行效率。用MATCOM在Visual C++環(huán)境中直接進(jìn)行這種集成調(diào)用，它比其他的調(diào)用方式使用簡(jiǎn)單并且功能強(qiáng)大，可以很好地解決工程中遇到的許多問(wèn)題，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王剛，俞穎.VC++與MATLAB混合編程環(huán)境下語(yǔ)音增強(qiáng)算法實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2012（12）：49-51.
[2]呂永林，字正華.基于VC 與MATLAB 的聲目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2009，19（9）：207-210.
[3]劉寧，劉財(cái)，馮晅.基于MATCOM平臺(tái)的VC++與MATLAB混合編程地震正演模擬[J].世界地質(zhì)，2011（4）：655-659.
[4]劉維.精通MATLAB與C/C++混合程序設(shè)計(jì)[M].2版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.
[5]袁林，巴力登.VC++調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像處理[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，200717（8）：215-218.
[6]張德豐.MATLAB 與外部程序接口編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：292-294.
[7]易克初，田斌，付強(qiáng).語(yǔ)音信號(hào)處理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.
[8]Won-Gyum Kim， Jong Chan Lee and Won Don Lee. An audio watermarking scheme with hidden signatures. International Conference on Signal Processing， Beijing， 2000： 250-253.
[責(zé)任編輯：楊玉潔]
【摘 要】本文論述了MATLAB與VC++集成應(yīng)用的特點(diǎn)和意義，介紹了目前常用的三種集成方法：利用MATLAB引擎、利用MATLAB自身的編譯器和利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)；通過(guò)在VC++環(huán)境下對(duì)聲音文件進(jìn)行低通濾波處理的實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明了基于MATCOM集成開(kāi)發(fā)方法的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】Visual C++；MATLAB；MATCOM；集成應(yīng)用
【Abstract】This paper describes the character and significance of integrated application of Visual C++ and MATLAB， introduces the three corresponding methods： based on MATLAB Engine， based on MATLAB C++ Complier and based on MATCOM to use function in the MATLAB toolbox. Finally the application of audio lowpass to demonstrates that the third method has greater advantages over others.
【Key words】Visual C++； MATLAB； MATCOM； Integrated Application
0 引言
MATLAB是一種基于矩陣運(yùn)算、具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能的高級(jí)編程語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于信號(hào)分析、語(yǔ)音分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。它的突出特點(diǎn)具有豐富的函數(shù)資源供用戶直接調(diào)用，且其繪圖功能強(qiáng)大，生成的圖形可實(shí)現(xiàn)多種功能，如圖形縮放、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)軸標(biāo)注、曲線說(shuō)明等；并在復(fù)雜算法方面表現(xiàn)出其他語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)勢(shì)；目前已成為國(guó)際上較流行的軟件之一。但是，作為一種以解釋方式運(yùn)行的語(yǔ)言，MATLAB程序執(zhí)行效率較低、耗時(shí)較長(zhǎng)，又受其平臺(tái)限制，MATLAB程序不能脫離MATLAB環(huán)境運(yùn)行，這就給其廣泛開(kāi)發(fā)使用帶來(lái)很大的不便。為了提高程序的執(zhí)行效率，開(kāi)發(fā)出獨(dú)立可執(zhí)行程序，現(xiàn)在普遍使用的一種方法就是用VC++調(diào)用MATLAB。
1 VC++與MATLAB的混合編程方法
目前，VC++與MATLAB的混合編程主要有以下三種方法：
1.1 利用MATLAB引擎
MATLAB引擎采用客戶和服務(wù)器計(jì)算方式，在運(yùn)用中，VC下的C或C++程序作為前端客戶機(jī)，它向MATLAB引擎?zhèn)鬟f命令、數(shù)據(jù)信息，并從MATLAB引擎接收數(shù)據(jù)信息。它提供以下幾個(gè)函數(shù)：engOpen、engGetArray、engPutArray、engOutput Buffer、engClose、engEvaString。
1.2 利用MATLAB自身的編譯器調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATLAB 5.1版本之后自帶有C++ Complier-mcc，該編譯器可將MATLAB的程序文件（M文件）轉(zhuǎn)換為C或C++的源代碼，并可生成脫離MATLAB運(yùn)行環(huán)境的可執(zhí)行程序。但要求編譯的M文件不依賴于其他M文件，以及不能調(diào)用MATLAB工具箱中的函數(shù)；同時(shí)，mcc編譯器也不支持圖形函數(shù)。
1.3 利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)
MATCOM是Mattools公司推出的世界上第一個(gè)由MATLAB到C++的編譯開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，提供對(duì)MATLAB的 M文件的解釋執(zhí)行和開(kāi)發(fā)環(huán)境支持。MATCOM編譯M文件，先將M文件按照與MATCOM的cpp庫(kù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系翻譯成cpp源代碼，然后用對(duì)應(yīng)版本的c編譯器將cpp文件編譯成相應(yīng)的exe或dll文件。既保持了MATLAB的優(yōu)良算法，又保持了C++的高執(zhí)行效率，MATCOM軟件平臺(tái)本身的功能相當(dāng)強(qiáng)大，提供近千個(gè)MATLAB的基本功能函數(shù)，通過(guò)必要的設(shè)置，就可以直接實(shí)現(xiàn)與C++的混合編程，而不必再依賴MATLAB。
利用MATCOM調(diào)用工具箱中的函數(shù)與前兩種方法比較，它的轉(zhuǎn)換非常方便，生成的代碼可讀性很好，支持圖形函數(shù)，且代碼執(zhí)行的速度比不轉(zhuǎn)換平均要快1.5倍以上；同時(shí)MATCOM不僅可轉(zhuǎn)換獨(dú)立的不依賴于其他M文件的M文件，還可轉(zhuǎn)換調(diào)用其它M文件的M文件嵌套，條件是這些M文件在同一個(gè)目錄下。
2 集成應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法
下面以一個(gè)MATLAB對(duì)聲音文件的低通濾波程序?yàn)槔榻B通過(guò)MATCOM4.5實(shí)現(xiàn)VC++ 6.0對(duì)MATLAB程序的調(diào)用：
2.1 MATCOM對(duì)MATLAB源代碼的編譯
如上代碼所示，在調(diào)用Matrix
3 小結(jié)
通過(guò)MATCOM的支持，采用MATLAB與Visual C++ 6.0集成應(yīng)用混合編程可充分將MATLAB的高效數(shù)值計(jì)算和集科學(xué)計(jì)算、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖象處理等于一體的高度集成系統(tǒng)特性和Visual C++程序執(zhí)行速度快、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)有效地結(jié)合，大大提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率與運(yùn)行效率。用MATCOM在Visual C++環(huán)境中直接進(jìn)行這種集成調(diào)用，它比其他的調(diào)用方式使用簡(jiǎn)單并且功能強(qiáng)大，可以很好地解決工程中遇到的許多問(wèn)題，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王剛，俞穎.VC++與MATLAB混合編程環(huán)境下語(yǔ)音增強(qiáng)算法實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2012（12）：49-51.
[2]呂永林，字正華.基于VC 與MATLAB 的聲目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2009，19（9）：207-210.
[3]劉寧，劉財(cái)，馮晅.基于MATCOM平臺(tái)的VC++與MATLAB混合編程地震正演模擬[J].世界地質(zhì)，2011（4）：655-659.
[4]劉維.精通MATLAB與C/C++混合程序設(shè)計(jì)[M].2版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.
[5]袁林，巴力登.VC++調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像處理[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，200717（8）：215-218.
[6]張德豐.MATLAB 與外部程序接口編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：292-294.
[7]易克初，田斌，付強(qiáng).語(yǔ)音信號(hào)處理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.
[8]Won-Gyum Kim， Jong Chan Lee and Won Don Lee. An audio watermarking scheme with hidden signatures. International Conference on Signal Processing， Beijing， 2000： 250-253.
[責(zé)任編輯：楊玉潔]
