Ubuntu 下matlab与 opencv混合编程

     一直想学习mex接口函数，可惜之前没有用到过，于是没特别在意。这次因为跑别人的code，感觉还是搞出一个matlab wrapper,这样会比较方便。但是这个涉及到mex混编以及调用opencv的问题。

于是乎，里面涉及到很很多多的问题，包括配置的问题，编译的问题，参数传递的问题，等等。但是，一旦你能掌握他，你就相当于结合了MATLAB的优点(容易上手，快速编程，不需要考虑定义变量)和C的优点(计算速度快)。

首先给出几个学习mex文件的链接：

www.cnblogs.com/lidabo/archive/2012/08/24/2654148.html

http://blog.csdn.net/njust_qhzt/article/details/8249008

http://www.cnblogs.com/Key-Ky/p/4233581.html

基本格式：

#include "mex.h"

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],
                  int nrhs, const mxArray *prhs[] )
{

}

四个参数分别用来输出和输入数据: nlhs 输出参数个数，plhs 输出参数指针 (nrhs和prhs是输入参数相关的)。同时如果涉及到了opencv的编译，一般还要include "mxArray。h"

注意: 我们对输出和输入参数的操作都是通过指针的方式进行的。(这点很容易理解，因为我们的计算结果是需要传递给MATLAB的，实际上我们传递的不是数据，而是指针。MATLAB可以通过这些指针，访问内存中的数据。)

mex文件本质上是接口文件，于是就涉及到数据的输入和输出，也就是从MATLAB传数据给c和从c传数据给MATLAB。

操作输入数据(matlab->c)

对输入数据进行操作，需要通过MEX函数mxGetPr 得到数据的指针地址。 mxGetM 和 mxGetN 得到矩阵数据的行和列 (返回整数)。对于实矩阵，我们可以定义 double *M; 来对实矩阵数据操作。如:

double *M;

int m,n;

// 指针指向第一个参数的数据地址

M = mxGetPr(prhs[0]);

m = mxGetM(prhs[0]);

n = mxGetN(prhs[0]);

   1.输入的如果是单个常数，就可以用

    int x

  x = mxGetScalar(prhs[0]); //该函数获取matlab传递过来的数值；

   2. 如果是矩阵（向量也算在内）：

   dataCursor = mxGetPr(prhs[0]);//得到输入矩阵的第一个元素的指针

 int mrows = mxGetM(prhs[0]);   //获得矩阵的行

  int ncols = mxGetN(prhs[0]);   //获得矩阵的列
  这样就可以获得矩阵的指针dataCursor进行进一步的操作，下面将给出一个详细额例子。
  特殊情况，如果传的是image,image本身也是矩阵，但是可能是三维的，于是可以用mxArray的函数实现传递。
  3.如果是字符串：
  

 char *input_buf;
 input_buf = mxArrayToString(prhs[0]); //使用mxArrayToString将mxArray转换为c、c++字符串

需要注意的是，MATLAB矩阵数据的存储顺序是"从上到下，从左到右"的，这点和Fortran是一样的。也就是说对于MATLAB的m x n的矩阵A。 A(1,1) 就是 *M，A(2,1) 就是 *(M+1) ，以此类推，A(i,j) 就是 *(M + m*(j-1) + (i-1)).

注意: MATLAB的指标从1开始，C的指标从0开始.

操作输出数据

 对于输出数据，我们需要首先分配内存空间，有专门的mex函数可以使用，如:

 plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(m,n, mxREAL); //生成m x n 的实矩阵。

 此外还有mxCreateNumericMatrix(m,n,mxREAL);。具体参考上面的第三个链接

 同输入数据一样，要对输出数据操作，我们也需要一个指向数据的指针变量，如

 double *A;

 A = mxGetPr(plhs[0]);

然后我们就可以把数值付给A。

下面是个几个例子：

1.矩阵传入和传出

#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
double *inData;
double *outData;
int M,N;
int i,j;

 

inData=mxGetPr(prhs[0]); //获取输入的第一个参数指针
M=mxGetM(prhs[0]);
N=mxGetN(prhs[0]);

plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL); //构建一个输出用的矩阵
outData=mxGetPr(plhs[0]);  //指针
for( i=0;i <M;i++）

   for(j=0;j <N;j++

    outData[j*M+i] =inData[(N-1-j)*M+i];
}

2.同样是矩阵传入和传出

#include "mex.h"

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]){
    double *dataCursor;  //指向第一个输入变量的指针
    vector<vector< double > > parms; //利用c++的vector定义矩阵

    dataCursor = mxGetPr(prhs[0]); //得到输入矩阵的第一个元素的指针
    int mrows = mxGetM(prhs[0]);   //获得矩阵的行
    int ncols = mxGetN(prhs[0]);   //获得矩阵的列
    printf ( "%d_%d\n" , mrows, ncols);  //打印行和列

    parms.resize(mrows);  //初始化
    for ( int i = 0; i < mrows; i++){
        parms[i].resize(ncols); //每一个一维数组元素都初始化一个向量，于是得到一个矩阵
    }

    for ( int i = 0; i < mrows; i++){
        for ( int j = 0; j < ncols; j++){
            parms[i][j] = dataCursor[j * mrows + i]; //拷贝矩阵的元素到vector of vector
        }
    }
 ================================================================= 下面讲讲涉及到opencv的情况，如果直接传图片到c,那么可以直接用cv::Mat image = MxArray(plhs[0]).toMat(); 那么得到的image就是Mat格式的，而不是vector格式的。如果想从Mat转vector格式，可以用 im[i*w+j] =  image.at<float>(i,j); 实现转化，注意是float，不是double，因为opencv和c的精度是不等价的。