2VC++與MATLAB混合編程方法在圖像處理中的應(yīng)用

畢雪華 王超

【摘要】文章介紹了Visual C++作為一種面向?qū)ο筌浖_發(fā)語言的長處、Matlab引擎（Matlab Engine）的特點及其在圖像處理方面的優(yōu)勢，并介紹了一種應(yīng)用VC++ 調(diào)用Matlab引擎本方法實現(xiàn)VC++與Matlab的混合編程，并將該方法應(yīng)用于數(shù)字圖像處理中。

【關(guān)鍵詞】Visual C++；Matlab引擎；圖像處理；混合編程

1.引言

Matlab，具有非常強(qiáng)大的數(shù)值計算、數(shù)據(jù)分析處理、系統(tǒng)分析、圖形顯示甚至符號運算的功能。VC++是當(dāng)前Windows 下的主要編程語言之一，把Matlab與Visual C++在圖像處理的應(yīng)用中結(jié)合起來，將會大大提高編程效率。本文通過在Visual C++中調(diào)用Matlab引擎的方法進(jìn)行圖像處理混合編程，這樣既方便了調(diào)用Matlab工具箱中的圖像處理函數(shù)，又精簡了源程序代碼，還保留了Visual C++面向?qū)ο蠹翱梢暬萕INDOWS程序風(fēng)格和快速處理數(shù)據(jù)的能力，雖然這種方法并不能脫離Matlab環(huán)境獨立運行，但是事實證明：在需要Matlab強(qiáng)大工具箱支持的情況下，這種方法是行之有效的最好解決辦法。

2.方法

2.1 混合編程簡介

Matlab與高級語言接口的方法有很多種，按各種方法要求的環(huán)境不同，分為兩類：一類為需要Matlab環(huán)境支持的調(diào)用方法，這種方法要求系統(tǒng)安裝Matlab環(huán)境，如：調(diào)用引擎函數(shù)庫、使用ActiveX等。另一類是能生成獨立可執(zhí)行程序的方法，這種方法不再需要安裝Matlab環(huán)境，而只需要拷貝部分Matlab的動態(tài)鏈接庫。這類方法如：直接調(diào)用數(shù)學(xué)函數(shù)庫、使用編譯生成的獨立可執(zhí)行代碼等。

2.2 Matlab引擎介紹

Matlab engine提供了一組Matlab API函數(shù)（Application Program Interface），我們通過一種專門的對象類型———Matlab數(shù)組（mxArray）來完成Matlab引擎與Visual C++之間的數(shù)據(jù)交換。我們不必關(guān)心Matlab Engine是如何實現(xiàn)的，只要調(diào)用這些API函數(shù)即可。

3.系統(tǒng)設(shè)計

3.1 Visual C++與Matlab混合編程環(huán)境

3.1.1 Matlab環(huán)境設(shè)置：

Visual C++ 6.0要調(diào)用 Matlab Engine，還需要庫文件的支持，由于采用的是Matlab6.5，它自帶了庫文件，如：libeng.lib libmx.lib libmat.lib libmatlb.lib libmatlbmx.lib 等。需要把它們添加到工程當(dāng)中。但是如果應(yīng)用Matlab 版本過低 ，則需要將Matlab安裝目錄下＼extern＼include下的libeng.def libmx.def libmat.def 等文件生成相應(yīng)的庫文件。

3.1.2 Visual C++ 6.0設(shè)置

在VC++中創(chuàng)建單文檔、多文檔或者是基于對話框的MFC工程。將上述庫文件libeng.lib libmx.lib libmat.lib libmatlb.lib libmatlbmx.lib 等添加到工程中：Visual C++工程當(dāng)中project選項→setting選項→link選項卡→添加到Object/library Modules當(dāng)中去，特別注意：*.LIB中間只能用空格間斷。

設(shè)置Visual C++工具條中的select選項：在tools菜單中選擇select子菜單，然后再directory標(biāo)簽下添加一個指向c：＼matlab6p5＼extern＼include目錄的include file；再添加一個指向c：＼matlab6p5＼extern＼lib＼win32＼microsoft＼msvc60目錄的library files

在所建立的工程當(dāng)中添加engine.h matlab.h，在相應(yīng)工程的.CPP中添加#include “engine.h” 和 #include “matrix.h”

3.2 程序?qū)崿F(xiàn)

本程序使用VC++調(diào)用Matlab引擎方法實現(xiàn)圖像處理：圖像濾波、邊緣提取、圖像反色、圖像二值化、圖像變色 。利用圖像反色舉例說明，其他效果實現(xiàn)方法與其類似，只要m文件編寫順利并調(diào)試通過，則實現(xiàn)方法相同。

3.2.1 .m文件編寫

在matlab中很容易能夠編寫出圖像反色的如下程序：

bor=imread（'要顯示的圖片'）；

bor=double（bor）；

[m n r]=size（bor）；

for（k=1：r）

inv（：，：，k）=255-bor（：，：，k）

end

i=uint8（inv）；

imshow（i）

3.2.2 VC++工程代碼編寫

在VC++中創(chuàng)建單文檔、多文檔或者是基于對話框的MFC工程。根據(jù)具體需要，建立工程，加入button控件，設(shè)置button控件的屬性，這里取名ID_rgb。

通過VC環(huán)境從用戶處得到的圖片的文件名是CString型 但是在Matlab工作區(qū)只支持char型的數(shù)據(jù)，所以將CString型轉(zhuǎn)換為char型

通過本軟件圖像處理過程可以看出，在Visual C++中調(diào)用Matlab引擎簡單的幾條語句就可以很方便的對給定的圖像進(jìn)行各種各樣的處理，如上面所提到的：圖像濾波、邊緣提取、圖像反色、圖像二值化、圖像變色等，由于篇幅所限，僅列部分圖示。由于處理后的圖片是用Matlab打開的，Matlab對顯示的圖片提供了一系列的操作，如圖像的保存、放大、縮小、多角度觀察，在圖片上添加文字等等，而這些要在VC中編程實現(xiàn)，將非常的麻煩。有數(shù)據(jù)顯示，用Matlab與Visual C++ 混合編程代碼長度要比單一Visual C++代碼長度大大縮短，并且運行時間要比單一Matlab語言編程減少許多，運行效率也有很大的提高。雖然引擎方法離不開Matlab環(huán)境，但是還是能夠提供較大的便利。

4.結(jié)論

綜上所述，利用Matlab engine簡單有效的實現(xiàn)在VC++中調(diào)用Matlab的功能，從而實現(xiàn)了圖像的處理。通過這個設(shè)計發(fā)現(xiàn)用引擎方法實現(xiàn)VC++和Matlab混合編程用于圖像處理有非常大的優(yōu)勢，這表明對于一個涉及到圖像處理和操作并在Windows環(huán)境中運行的一個應(yīng)用軟件的開發(fā)，采用VC++和Matlab協(xié)同工作的方法可以大大提高軟件的開發(fā)效率，有利于充分發(fā)揮兩種軟件的自身所具有的獨特的優(yōu)勢，取得很好的效果。

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基金項目：新疆醫(yī)科大學(xué)科研創(chuàng)新基金（編號：XJC201317）。

作者簡介：畢雪華（1982—），碩士，副教授，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用。