【原创】Matlab与.NET混合编程解决人脸识别问题

老朱教授 2017-11-26

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如果这些文章对你有用,有帮助,期待更多开源组件介绍,请不要吝啬手中的鼠标。 

关键词:混合编程,Matlab编程,Matlab混编,C#调用Matlab,MatlabC#混编

1.前言

Matlab的强大计算引擎和工具箱,让很多人垂涎欲滴,Mathworks也对其他语言的支持越来越好,对.NET平台的支持也越来越强大。3年前偶然接触MatlabC#混合编程,期间断断续续完成了很多不同类型问题的处理,并完成了几个小项目,积累了不少经验,现在已经很熟练的能够解决MatlabC#的混编问题。鉴于很多大学毕业生或者研究生接触混编,有很大难处,也有很多人经常来问很基础的问题,所以2012年年底录制了国内第一套比较完成的Matlab,NET的混合编程入门视频教程,即将在ILoveMatlab论坛发布。最近完成了一个MatlabC#混合编程解决“人脸识别”的案例,再次分享一下经验。

2.Matlab.NET混合编程概述 

这方面就不仔细阐述了,主要是利用Matlab的Deploytool工具将m函数编译为.NET程序集,然后在C#中调用的过程。然后程序可以在安装MCR的机器上运行,这个过程如果懂Matalb和C#的人,看看Matlab NE Builder工具箱的帮助入门文档,也很容易的可以搞定,只不过是英文的,要花点时间和耐心。下面简单说一下Matlab和.NET混合编程的步骤和注意要点: 

1.只有Matlab的Function才能被混编调用,也就是一定要是M函数才行;

2.Matlab和C#混编的项目,客户机或者服务器需要安装对应版本的MCR,才能运行。

3.有一些工具箱函数不能被混编,暂时不支持,少数,官方也在努力使得越来越多的工具箱支持混编,详细的可以混编的工具箱可以在这里查看。 

4.2点经常人提起的:神经网络工具箱可以train,不能Test,符号工具箱也不能混编,所以如果想用C#和Matlab解决上述2类问题的人,提前罢手。 

5.Matlab和C#混编的基本步骤,这里只是混合编程的方法之一,也是基本方法. 

1) 编写M函数,并首先在Matlab中测试是正确可以调用的。注意命名规范,注释规范; 

2) 使用命令打开 deploytool工具,设置项目名称,选择类型:.NET Assembly,然后新建一个类,并添加编写好的M函数 

3) 编译,生成dll,并在C#项目中添加引用(还需要引用对应版本的MWArray),利用对象浏览器查看生成dll的方法结构,并根据Matlab和C#的类型转换规则,进行数据转换即可。 

3.混合编程解决人脸识别 

人脸识别是图像处理里面比较常见和经典的问题之一吧。现在研究也很成熟了,本文的人脸识别的Matlab源程序也是一个开源的人脸识别例子。经过分析和改进,进行了重构,最后再进行混编。原始的人脸识别程序,主要有下面几个部分: 

1.人脸检测:这个过程主要是对输入的人脸图像进行肤色判断椭圆类聚判断,把符合人脸特征的矩形标记出来,截取人脸。 

2.人脸数据库训练:这是整个问题的核心,人脸特征的训练直接关系到识别的准确率。主要过程是将目标的人脸数据库进行训练,得到一个最好的分类系数和特征值,作为人脸识别的参数和比较目标。 

3.人脸识别:将目标图像进行人脸特征提取,并进行傅立叶变换,利用遗传算法提取特征值,然后与特征库里面的人脸特征进行距离计算,得到结果。 

原始的项目程序都是Matlab程序,很多不规范的地方,不完全是M函数,参数定义也不规范,我接受后,对整个Matlab项目程序进行了重构,功能更加清晰,函数定义更加合理,然后混编后,在C#中调用也方便多了。看看主要界面和核心代码:

另外,在C#中由于需要存储人脸数据库以及人脸特征,特意选择了一个.NET开发的XML数据库,详细使用可以参考我的这篇博客:开源.NET下的XML数据库介绍及入门  http://www.cnblogs.com/asxinyu/archive/2013/03/25/2980086.html  ,这个还是很方便的。只不过的后期发现了一个Bug,主要是这个XML数据库内部默认采用了“当前目录”找出的,当前目录和程序启动目录是有区别的,因为当前目录是根据软件使用过程,可能会有变化的。后来把源程序找出来,调试修复了这个错误。我把修复后的版本源代码发出来,大家有需要的下载使用吧。主要是在构造函数里面加了一个程序启动路径,说来也奇怪,Win7下是好的,XP就有这个问题。当然修复后都没这个问题了。看看C#混合编程调用Matlab生成程序集的核心代码:

 

上面是混编项目的结构,下面是人脸识别中c#中的核心代码,调用Matlab生成的程序集进行识别。

就这么多吧。混编真的很强大,对做科研的朋友来说,真是一大福音啊。但这对开发的基础要求也很高,否则遇到很多奇怪的错误,还是要靠经验去解决,并不是一次都能够完全学会Matlab混编的。




本文转自数据之巅博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/asxinyu/archive/2013/05/29/DoNet_Invoke_Matlab_Identify_Demo.html,如需转载请自行联系原作者

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