matlab调用c语言步骤以及传递图像数组时遇到的bug

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前言

今天用了一天的时间在如何在matlab脚本上调用c语言，遇到了几个bug，原本想的是用c语言去处理图像，matlab显示图像的处理结果，方便调参，然后再把C代码移植到单片机上，但是最后发现很不方便，所以最后还是放弃了，但是也学习了一点东西，所以记录一下.
matlab版本为matlan2020a.

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一、MEX

mex是matlab提供的一个接口，简单来说，MEX-file是一种预编译的，用其他语言（C/C++,Fortran）编写的函数库，可以直接被Matlab调用。

二、使用步骤

1.安装c/c++编译器

在附加功能中安装MinGW-w64

2.新建.c文件

在文件头部include ''mex.h"

3.自定义函数

在.c文件中写入自己想写的c语言函数

4.在.c文件中定义MexFunction函数

MexFunction是c语言和MATLAB的接口函数，这一步可将c语言和matlab对接上，该函数是在.c文件中。

整个c程序由一个接口子过程 mexFunction构成，前面提到过，Matlab的mex函数有一定的接口规范，就是指：
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) 
nlhs：输出参数数目 
plhs：指向输出参数的指针 
nrhs：输入参数数目 
	
mxGetScalar(prhs[0]) ：把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据（标量）赋给C程序里的变量;

mxGetPr(prhs[0]) :从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的指针

mxGetM(prhs[0]):获得矩阵的行数

mxGetN(prhs[0]):获得矩阵的列数
mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag) :实现内存的申请，m：待申请矩阵的行数 ； n：待申请矩阵的列数

以我为例，我在matlab输入的是110*180的二维图像数组，输出也为二维图像数组.这一步最重要的是要检查参数传递的正确性，这里我遇到一个大坑，花了我半天的时间才找到，这后边单独说。

/* nlhs：输出数据个数
* nrhs：输入数据个数。
* *plhs是一个double数组，，该指针指向数据类型mxArray。表示输出数据。
* *prhs同上，代表输入数据.
* */
void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
  double* in_img;
  int w, h;                                         /*输入*/
  double* out_img;                                  /*输出*/
  in_img = mxGetPr(prhs[0]);                        //获取第一个输入参数的指针
  h = mxGetM(prhs[0]);                              //获得矩阵的行数
  w = mxGetN(prhs[0]);                              //获得矩阵的列数
  int i,j;
  plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(h, w, mxREAL);     //创建输出矩阵
  out_img = (mxGetPr(plhs[0]));                     //获取第一个输出参数的指针
  printf("%d\n", h);
  printf("%d\n", w);
  /*检查输入*/
//   for (i=0;i
//     {
//         for (j=0;j
//         {
//             printf("%d\n", inData[j*w + i]);  
//         }
//     }

   my_img_handle(in_img,w,h,out_img);                //调用自定义c函数
}

5.编写.m文件

我将我需要处理的图片先预处理为110*180的灰度图，在 通过mex img.cpp编译C文件（这一步可以不用每一次都去编译，可手动在命令行输入，修改c代码后再重新编译，运行完这一句会生成一个.mexw64的文件，则表明编译成功），再在.m中调用，
注：这里调用的不是自定义的函数名字，而是你写的.c文件的名字。
别问我为啥要加粗这句，

%====================路径
i = imread('img3.jpg');
%====================图像大小
width = 180;
high = 110;
%====================预处理
gray_img = rgb2gray(i);								%灰度图
smart_car_img = imresize(gray_img,[high,width]);	%转为110*180分辨率
imwrite(smart_car_img,'smart_car_img.jpg');			%保存图片
%=====================编译c文件
mex img.cpp;
%=====================调用c函数（图像需要转化为double类型）
out_img = img( im2double(smart_car_img) * 255);

%=====================显示
subplot(2,2,1),
imshow(i)
title('原图像');

subplot(2,2,2),
imshow(gray_img)
title('灰度图');

subplot(2,2,3),
imshow(smart_car_img)
title('灰度压缩图');

subplot(2,2,4),
imshow(uint8(out_img))
title('C语言图像处理结果');

6.bug

在.m文件调用c函数时，图像数组类型为 uint8

但在传参过程中，会将它转化为[0~1]的double类型，在.c文件中读取数据通过指针读取，这导致我在.c文件中输出传递的参数，发现数据大到正负几亿，最开始一直以为时二维指针传参用错了，找了很久参发现是类型转换出了问题。
解决方案：在.m文件传递参数前，就将uint8的数据类型转换为0~255的double类型，即将传入的图像转为0-1的 double类型 ，再 * 255。 这样就可以不用在传参时进行类型转换。

%=====================调用c函数（图像需要转化为double类型）
out_img = img( im2double(smart_car_img) * 255);

7.结果

参考链接

Matlab调用C语言mexFunction入口函数

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