MATCOM与VC++混合编程方法在图像处理中的应用
李悦 刘旭 杨晓
（贵州大学 电子科学与信息技术学院，贵州 贵阳 550025）
摘 要 简要分析了MATLAB语言在科学工程计算中的优缺点；介绍了一种MATCOM与VC++结合编程的新方法。通过对一个图像的亮度值进行几何运算，详细研究与剖析在VC编程环境中调用MATCOM 的编程方式。结果表明，VC与MATCOM的混合编程，可以减轻编程的工作量，提高软件开发效率。
关键词 混合编程；VC++；MATCOM；数据处理
1 引言
MATLAB是一种高效的用于科学工程计算的高级编程语言，它具有强大的数值计算、数据处理、系统分析、图形显示以及符号运算等功能，是一个完整的数学平台，借助MATLAB可以大大提高工程计算的效率。但MATLAB强大的功能只能在它所提供的平台上实现，这样就给工程计算带来很大的不便，特别是MATLAB 中使用的行解释方式限制了代码的执行速度。Visual C++是Windows下的主要编程语言之一，它能方便地形成应用软件中所需的各种用户界面和工具，并直接与系统及底层硬件交换数据。用VC++开发的系统具有容易维护升级、界面友好、代码效率高、执行速度快等一系列优点。因此VC++已成为目前应用软件开发中广泛采用的主要工具之一。如上所述，MATLAB的优点在于图像处理方面，而VC++的优点在于可视化界面的编程。由于VC++与MATLAB的各自特点，因此在Windows环境下实现两者的混合编程将是一种极为强大的编程手段，它将更加有效地发挥VC++与MATLAB各自的优点。MATCOM是MATHTOOLS公司推出的世界上第一个由MATLAB到C++的编译开发软件平台，提供对MATLAB程序文件（M文件）的解释执行和开发环境支持。它可将MATLAB的源代码译成同等功能的C++源代码。既保持了MATLAB的优良算法，又保持了C++的高执行效率。MATCOM软件平台本身的功能相当强大，提供近千个MATLAB的基本功能函数，通过必要的设置，就可以直接实现与C++的混合编程，而不必再依赖MATLAB；同时，MATCOM还提供编译转换功能，能够将MATLAB函数或编写的MATLAB程序转换为C++形式的DLL，只需包含必要的LIB、DLL以及H文件，从而可以实现脱离MATLAB环境对MATLAB函数和过程的有效调用，这样就有可能实现对MATLAB强大的工具箱函数的利用。本文通过对一个图像进行几何运算（加、减、乘、除），来说明MATCOM与VC++混合编程的可行性。采用的编译环境为：VC++ 6.0，MATCOM 4.5，Windows XP。
2 运行环境设置
（1）MATCOM编译环境设置。安装MATCOM 4.5与普通Windows程序的安装过程类似。在安装即将结束的时候，MATCOM安装程序会自动搜索本机上的C/C++编译器，MATCOM搜索到Visual C++ 6.0的编译器以后，会弹出提示是否找到CL.EXE文件，点击确认。接着MATCOM会询问计算机是否安装了MATLAB，选否。
（2）VC++ 编译环境设置。以下步骤将说明MATCOM编译得到的源程序在MFC AppWizard （exe）（Dialog Based）工程类型中的使用。①在Visual C++中的“Project/Settings/C/C++/Preprocessor/Additional include directories” 中填入当前MATCOM所处的路径（如“c：\matcom\”）；②在Visual C++中的工程窗口处“Project/Add to Project/Files”加入matlib.h，v4501v.lib 库文件；③必须在文件头写# include "matlib.h"。
到此为止，VC++和MATCOM接口实现的准备工作已经完成，只要把在MATCOM平台下编译的文件加入项目即可。
3 应用实例
黑白图像可以应用二维函数f（x，y）表示，x、y是平面的两个轴的坐标，f（x，y） 表示点（x，y）的亮度值（灰度值），范围在0～255之间。本文中的几何运算加减乘除都是对图像的灰度值进行运算。如果运算结果超过255则计255，小于0则计为0。
3.1 MATCOM编译
（1）在MATCOM中新建四个文件，名为：add.m、subtract.m、multiply.m和divide.m。
（2）在MATCOM命令窗口中运行这四个函数。以add.m为例。
function [I1，J1]=add（input）
I=imread（input）；
I1=double（I）；
J=I1+50；
J1=uint8（J）；
imshow（ J1）；
（3）将生成的add.h、add.cpp、subtract.h、subtract.cpp、multiply.h、multiply.cpp、divide.h、divide.cpp（默认位置为安装目录：\matcom45\Debug）和matlib.h、v4501v.lib（默认位置为安装目录：\matcom45\lib）10个文件拷贝到下面VC++建立的工程IMAGE目录下。
3.2 VC++调用MATCOM生成的组件
（1）建立一个名为IMAGE基于对话框的MFC（exe）工程。
（2）将上面第3步拷贝的10个文件加入到VC工程中：Project/Add to Project/Files，选择刚才拷贝到IMAGE目录下的10个文件。
（3）在IMAGEDlg.cpp中添加头文件：
#include "add.h" #include "subtract.h" #include "multiply.h"
#include "divide.h" #include "matlib.h"
（4）为工程建立界面：添加五个Button按钮控件；添加一个Edit box控件，用于显示图片路径；添加两个Static text控件，一个显示文字，一个显示图片。为控件添加变量和为Button按钮添加响应代码。几何运算中以“加”为例：
void CIMAGEDlg：：OnAdd()
{ initM（MATCOM_VERSION）；
Mm a1=TM（m_input）；
Mm plothandle=drawnow()；
add（a1）；
UpdateData（FALSE）；
exitM()； }
除了创建控制台工程，也可以建立其它类型的工程，只要在需要调用转换后函数的程序中包含matlib.h，并且在响应函数中初始化matlib 库initM （MATCOM _VERSION），结束调用后做结束工作exitM ()就可以了。
图1 选择一幅位图后的IMAGE.exe
（5）进行编译、连接即可生成IMAGE.exe文件。运行程序，选择一幅位图，如图1所示。分别点击“加”、“减”、“乘”、“除”结果如图2~图5所示。
图2 加法结果 图3 减法结果
图4 乘法结果 图5 除法结果
4 结束语
MATCOM提供了MATLAB中m文件与其它高级语言的接口，使复杂的接口变得非常简单，并且使m文件可以编译为脱离MATLAB环境独立执行的可执行性程序，这样，提高了代码的复用率，提高了代码的执行速度，使纯文本的m文件变为二进制的可执行程序，增加了知识保护的安全性。作者使用这种方法来提高程序编写的效率和可视化，取得了非常好的效果。
参考文献
[1]杨高波等.精通MATLAB 7.0混合编程[M].北京：电子工业出版社，2006
[2]刘维.精通Matlab与C/C++混合程序设计.北京：北京航空航天大学出版社，2005
[3]孙祥.MATLAB7.0基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005
[4]郎锐.数字图像处理学Visual c++实现[M].北京：北京希望电子出版社，2003
收稿日期：11月24日 修改日期：11月28日
作者简介：李悦（1985-），女，硕士研究生，研究方向：通信网络与信息安全；刘旭（1985-），女，硕士研究生，研究方向：数字信号处理；杨晓（1984-），女，硕士研究生，研究方向：数字图像处理与系统。
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