(论文)vc++下如何利用matlab工具箱进行数字信号处理 设计论文 最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

Vc+下如何利用Matlab工具箱进行数字信号处理 Matlab的信号处理工具箱是信号算法文件的集合，它处理的基本对象是信号与系统，信号处理工具箱位于目录、ToolboxSignal下，利用工具箱中的文件可以实现信号的变换、滤波、谱估计、滤波器设计等。在其它的环境如Vc下如果能调用Matlab工具箱中的文件，会大大地加快一些算法的实现，同时其可靠性也很高。1. 利用Matlab引擎 Matlab引擎采用客户和服务器计算方式，在运用中，Vc的C语言或C+语言的程序作为前端客户机，它向Matlab引擎传递命令和数据信息，并从Matlab引擎接收数据信息，它提供了下列几个函数： engOpen, engGetArray, engPutArray, engEvaString, engOutputBuffer ,engClose与客户机进行交互。下面例程是在Vc下建一个基于对话框的应用程序，在对话框中设置一个Button控件OnMatlabEngine.,在对话框 .cpp文件中加入”engine.h” 和“math.h” 头文件，下面给出部分程序清单。Void CtestmatlabDlg:OnMatlabEngine()Engine *ep; mxArray* T=NULL,*result=NULL,*mFs=NULL,*mnfft= NULL;double datax1024;char buffer1024;for(int j=0;j1024;j+)/注：如通过采集卡采集数据可将采集的数据放在datax数组中,此循环就不需要 double samt=(double)(1.0/1024); dataxj=sin(2.0*63.0*samt*3.1415926+1.15*3.1415926); double *pPxx,*pFxx;if(!(ep=engOpen( 0)/打开Matlab引擎，建立与本地Matlab的连接fprintf(stderr,n Cant start MATLAB enginen);exit(-1); double Fs1=1024;/因为Matlab所有参与运算的参数都是矩阵的形式，因而下列几行将参数转变double nfft1=1024;/成Matlab可接受的矩阵形式。T=mxCreateDoubleMatrix(1,1024,mxREAL);mnfft=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);mFs=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);mxSetName(T,T);mxSetName(mnfft,mnfft);mxSetName(mFs,mFs);memcpy(char*)mxGetPr(T),(char*)datax, 1024*sizeof(double); memcpy(char*)mxGetPr(mnfft),(char*)nfft, sizeof(double); memcpy(char*)mxGetPr(mFs),(char*)Fs,1*sizeof(double); engPutArray(ep,T); /将转化的参数放入引擎中，此时可在Matlab command窗口下查看此参数engPutArray(ep,mnfft); engPutArray(ep,mFs);engEvalString(ep,pxx,fo=psd(T,mnfft,mFs);); /利用引擎执行工具箱中文件engOutputBuffer(ep,buffer,512); /如只想看显示图形，可将返回参数去掉，psd无返回参数缺省情况下会自动画图形result=engGetArray(ep,pxx);/取出引擎中的数据放在所指的区域中供后续处理pPxx=mxGetPr(result); result=engGetArray(ep,fo);pFxx=mxGetPr(result);engEvalString(ep,plot(fo,10*log10(pxx););/利用引擎画图engEvalString(ep,title(功率谱分析););engEvalString(ep,xlabel(Hz););engEvalString(ep,ylable(db);); mxDestroyArray(T); /释放内存mxDestroyArray(mFs);mxDestroyArray(mnfft);mxDestroyArray(result);engEvalString(ep,close;); engClose(ep); 上述程序在Vc下编译需要将 libeng.dll和libmx.dll两个动态库利用以下的命令： lib/def:e: Matlabexterninclude*.def /machine:ix86 /out:*.lib来生成程序所需的静态连接库libeng.lib和libmx.lib,将libeng.lib和libmx.lib所在的目录加入Vc+ project/link/object/library modules下即可。 利用Matlab自身的编译器调用工具箱中的函数 Matlab的编译器可将Matlab的M文件转换为为C或C+的源代码以产生完全脱离Matlab运行环境的独立的运用程序，但Matlab本身的资料说明编译器如用来建立独立的运用程序，不能调用Matlab工具箱中的函数，这非常不利于搞一些特殊的算法。本人研究了一段时间发现，工具箱中的函数既然是M文件就一定可以用编译器来编译，以提供如Vc的调用函数，但是编译器只能编译一个独立的M文件，即这个 M文件不依赖于其他的M文件。如果M文件中又调用了其他的M文件，可将被调用的M文件拷贝到调用M文件的相应位置，作适当的改动就可以用于编译器编译。编译器不支持图形函数，所以M文件中如有图形函数需注释掉。当Matlab的编译器mcc加入适当的参数-e(mcc e *.*)或-p(mcc p *.*)就可生成将输入的M文件转换为适用于特定运用的C或C+源代码。这样如果要在Vc下编译通过,还需连入以下几个库libmmfile.dll, libmatlb.dll, libmcc.dll, libmat.dll. libmx.dll. mibut.dll 以及Matlab C MATH库，建议采用前述的方法将动态连接改为静态连接。对于C/C+编译环境的设置，在Matlab command窗口下运行mex setup 然后依提示操作，而对于C/C+连接环境的设置，运行mbuild setup依提示操作即可。下面给出利用编译器将Matlab工具箱中psd.m文件生成可供Vc调用的函数。1.将psd.m文件拷贝一份至Matlabbin目录下，改写相应调用的M文件如nargchk.m, hanning.m等。为生成的代码简洁，对于采集数据处理输入参数很明了的情况下可作大量的删减，最终使psd.m成为一个不依赖于其他M文件的独立的M文件，注意千万注释掉作图代码，最终改成如下形式：function Pxx,f=psd(Fs,nfft,noverlap,x) window=o,5*(1-cos(2*pi*(1:nfft)/(nffft+1);/hanning 窗dflag=none;window=window(;). 以上只要稍懂Matlab语言和信号处理知识就可完成这项工作。 假设上述代码重新存为testwin.m,在Matlab command 窗口下设置好环境参数运行mcc e testwin,则可在Matlabbin下生成testwin.c ,如运行mcc p testwin 则生成testwin.cpp. Vc下建立一个基于对话框的文件，然后在对话框里加一个Button控件OnButtonPsd 将上述生成的.c文件的头文件加入到工程的.cpp中，且将#ifdef_cplusplus extern “c”#end ifc代码声明加入Vc的包含文件和生成的.C的包含文件之间将#ifdef_cplusplus #end if加入.cpp文件未尾 为了简洁且便于处理将生成的c函数稍改动，给出部分代码如下： void CTestpsdwinDlg:OnButtonPsd()mxArray* x_rhs_;/指向采集数据存放区Fs=23510;/数据采集的频率 nfft=1024;/1024点的fftdouble datax1024/采集的数据 x_rhs_mxCreateDoubleMatrix(1,1024,mxReal);memcpy(mxGetPr(x_rhs_),datax,1024*sizeof(double);noverlap=512;.mccCopy(&Pxx,&Spec);mccCopy(&f,&frevgg_vector);for(int j=0;j(int)(nfft/2+1);j+)datapj=mccGetRealVectorElement(&Pxx, (j+1);/功率谱密度存于datap数组datafj=mccGetRealVectorElement(&f, (j+1);/相应频率存于数组dataf中 mccFreeMatrix(&Pxx);.SendMessageBox(WM_PAINT,0,0);/利用Vc下的图形函数画图 Return;如上生成的程序可读性不太好，而生成的c+代码则可读性较好，但千万注意只能用 Matlab的MATH库，不可用c+的MATH库，否则编译会出错。3）利用Matcom调用工具箱中的函数Matcom编译M文件，先将M文件按照与Matcom的cpp库的对应关系翻译为cpp源代码，然后用对应版本的c编译器将cpp文件编译成相应的exe或dll文件，所以第一次运行要指定c编译器的路径，否则无法编译，指定好的编译信息就写在Matcombinmatcom.ini文件中，不过这一步按装matcom时，它自动寻找编译器并将其写入matcom.ini文件中，matcom4.5版中使用TeeChart3.0 OCX控件，因而它支持图形操作。我们依然用上述的testwin.m文件，不要将图形函数注释掉，利用Mideva来生成可被Vc调用的信号处理程序。2. 运行Mideva在主界面上直打开M文件，在菜单中选择compile to dll,输入testwin.在Matcom debug目录下可以找到这样的几个文件，testwin.c ,testwin.h,testwin.cpp,testwin.lib,testwin.dll,testwin.exp等。 3. 将上述testwin.cpp和testwin.h加入工程中，project/add to project/files并且在相应的文件中加入”stdafx.h” 4. 加连接库：Toolsoptiondirectory ， 选include选项,加入e:matcom45lib (包含matcom.h) library选项，加入e:matcom45lib4) projectadd to projectfiles 文件类型选项选（.lib）将e:matcom45libv4501.lib加入工程中编译运行。相应代码如下：void CtestmatcomDlg:OnpsdButton()double datap512,dataf512;initM(MATCOM_VERSION);/初始化matcom库Mm Fs,nfft,noverlap;/创建矩阵Mm x=zeros(1,1024);Fs=1024;nfft=1024;noverlap=128;dMm(Pxx_o);dMm(f_o);/创建并命名矩阵datax;/数据采集的数据存于此数组中for(int i=1;i=1024;i+)x.r(1,i)=dataxi+1;/给x阵赋值testwin(Fs,nfft,noverlap,x,i_o,Pxx,f_o);/matcom生成的函数for(i=0;i513;i+)/取出功率谱密度分析结果datafi=f_o.r(i+1,1);datapi=Pxx_o.r(i+1,1);exitM();return;可见利用Matcom进行M文件转换非常的容易，生成的代码可读性很好，以上的转换同时生成了可供Vc调用的动态连接库，其使用和一般的动态库一样使用。同时需指明Matcom不仅可转换独立的不依赖于其它M文件的M文件，同时可转换调用其它M文件的M文件嵌套。条件是这此M文件在同一个目录下面