Exponenta Banner
exponenta event banner

Сгенерируйте код, чтобы обнаружить ребра на изображениях

Скрипт Open Live Script

В этом примере показано, как сгенерировать автономную библиотеку C из кода MATLAB®, который реализует простой фильтр Sobel, который выполняет обнаружение ребра на изображениях. Пример также показывает, как сгенерировать и протестировать MEX-функцию в MATLAB до генерации кода С, чтобы проверить, что код MATLAB подходит для генерации кода.

О sobel Функция

sobel.m функционируйте берет изображение (представленный как двойная матрица) и пороговое значение и возвращает изображение с обнаруженными ребрами (на основе порогового значения).

type sobel
% edgeImage = sobel(originalImage, threshold)
% Sobel edge detection. Given a normalized image (with double values)
% return an image where the edges are detected w.r.t. threshold value.
function edgeImage = sobel(originalImage, threshold) %#codegen
assert(all(size(originalImage) <= [1024 1024]));
assert(isa(originalImage, 'double'));
assert(isa(threshold, 'double'));

k = [1 2 1; 0 0 0; -1 -2 -1];
H = conv2(double(originalImage),k, 'same');
V = conv2(double(originalImage),k','same');
E = sqrt(H.*H + V.*V);
edgeImage = uint8((E > threshold) * 255);

Сгенерируйте MEX-функцию

Сгенерируйте MEX-функцию с помощью codegen команда.

codegen sobel
Code generation successful.

Прежде, чем сгенерировать код С, необходимо сначала протестировать MEX-функцию в MATLAB, чтобы гарантировать, что это функционально эквивалентно оригинальному коду MATLAB и что никакие ошибки времени выполнения не происходят. По умолчанию, codegen генерирует MEX-функцию под названием sobel_mex в текущей папке. Это позволяет вам тестировать код MATLAB и MEX-функцию и сравнивать результаты.

Читайте в оригинальном изображении

Используйте стандартный imread команда.

im = imread('hello.jpg');
image(im);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

Преобразуйте изображение в полутоновую версию

Преобразуйте цветное изображение (показанный выше) к эквивалентному полутоновому изображению с нормированными значениями (0.0 для черного цвета, 1.0 для белого).

gray = (0.2989 * double(im(:,:,1)) + 0.5870 * double(im(:,:,2)) + 0.1140 * double(im(:,:,3)))/255;

Запустите MEX-функцию (фильтр Sobel)

Передайте нормированное изображение и пороговое значение.

edgeIm = sobel_mex(gray, 0.7);

Отобразите результат

im3 = repmat(edgeIm, [1 1 3]);
image(im3);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

Сгенерируйте автономный код С

codegen -config coder.config('lib') sobel
Code generation successful.

Используя codegen с -config coder.config('lib') опция производит автономную библиотеку C. По умолчанию код, сгенерированный для библиотеки, находится в папке codegen/lib/sobel/.

Смотрите сгенерированную функцию

type codegen/lib/sobel/sobel.c
/*
 * File: sobel.c
 *
 * MATLAB Coder version            : 5.3
 * C/C++ source code generated on  : 25-Aug-2021 05:29:29
 */

/* Include Files */
#include "sobel.h"
#include "conv2AXPYSameCMP.h"
#include "sobel_data.h"
#include "sobel_emxutil.h"
#include "sobel_initialize.h"
#include "sobel_types.h"
#include <math.h>

/* Function Declarations */
static void binary_expand_op(emxArray_real_T *H, const emxArray_real_T *V);

/* Function Definitions */
/*
 * Arguments    : emxArray_real_T *H
 *                const emxArray_real_T *V
 * Return Type  : void
 */
static void binary_expand_op(emxArray_real_T *H, const emxArray_real_T *V)
{
  emxArray_real_T *b_H;
  const double *V_data;
  double H_tmp;
  double *H_data;
  double *b_H_data;
  int aux_0_1;
  int aux_1_1;
  int b_loop_ub;
  int i;
  int i1;
  int loop_ub;
  int stride_0_0;
  int stride_0_1;
  int stride_1_0;
  int stride_1_1;
  V_data = V->data;
  H_data = H->data;
  emxInit_real_T(&b_H, 2);
  i = b_H->size[0] * b_H->size[1];
  if (V->size[0] == 1) {
    b_H->size[0] = H->size[0];
  } else {
    b_H->size[0] = V->size[0];
  }
  if (V->size[1] == 1) {
    b_H->size[1] = H->size[1];
  } else {
    b_H->size[1] = V->size[1];
  }
  emxEnsureCapacity_real_T(b_H, i);
  b_H_data = b_H->data;
  stride_0_0 = (H->size[0] != 1);
  stride_0_1 = (H->size[1] != 1);
  stride_1_0 = (V->size[0] != 1);
  stride_1_1 = (V->size[1] != 1);
  aux_0_1 = 0;
  aux_1_1 = 0;
  if (V->size[1] == 1) {
    loop_ub = H->size[1];
  } else {
    loop_ub = V->size[1];
  }
  for (i = 0; i < loop_ub; i++) {
    if (V->size[0] == 1) {
      b_loop_ub = H->size[0];
    } else {
      b_loop_ub = V->size[0];
    }
    for (i1 = 0; i1 < b_loop_ub; i1++) {
      H_tmp = V_data[i1 * stride_1_0 + V->size[0] * aux_1_1];
      b_H_data[i1 + b_H->size[0] * i] =
          H_data[i1 * stride_0_0 + H->size[0] * aux_0_1] *
              H_data[i1 * stride_0_0 + H->size[0] * aux_0_1] +
          H_tmp * H_tmp;
    }
    aux_1_1 += stride_1_1;
    aux_0_1 += stride_0_1;
  }
  i = H->size[0] * H->size[1];
  H->size[0] = b_H->size[0];
  H->size[1] = b_H->size[1];
  emxEnsureCapacity_real_T(H, i);
  H_data = H->data;
  loop_ub = b_H->size[1];
  for (i = 0; i < loop_ub; i++) {
    b_loop_ub = b_H->size[0];
    for (i1 = 0; i1 < b_loop_ub; i1++) {
      H_data[i1 + H->size[0] * i] = b_H_data[i1 + b_H->size[0] * i];
    }
  }
  emxFree_real_T(&b_H);
}

/*
 * Arguments    : const emxArray_real_T *originalImage
 *                double threshold
 *                emxArray_uint8_T *edgeImage
 * Return Type  : void
 */
void sobel(const emxArray_real_T *originalImage, double threshold,
           emxArray_uint8_T *edgeImage)
{
  emxArray_real_T *H;
  emxArray_real_T *V;
  double *H_data;
  double *V_data;
  int k;
  int nx;
  unsigned char *edgeImage_data;
  if (!isInitialized_sobel) {
    sobel_initialize();
  }
  emxInit_real_T(&H, 2);
  emxInit_real_T(&V, 2);
  /*  edgeImage = sobel(originalImage, threshold) */
  /*  Sobel edge detection. Given a normalized image (with double values) */
  /*  return an image where the edges are detected w.r.t. threshold value. */
  conv2AXPYSameCMP(originalImage, H);
  H_data = H->data;
  b_conv2AXPYSameCMP(originalImage, V);
  V_data = V->data;
  if ((H->size[0] == V->size[0]) && (H->size[1] == V->size[1])) {
    nx = H->size[0] * H->size[1];
    for (k = 0; k < nx; k++) {
      H_data[k] = H_data[k] * H_data[k] + V_data[k] * V_data[k];
    }
  } else {
    binary_expand_op(H, V);
    H_data = H->data;
  }
  emxFree_real_T(&V);
  nx = H->size[0] * H->size[1];
  for (k = 0; k < nx; k++) {
    H_data[k] = sqrt(H_data[k]);
  }
  k = edgeImage->size[0] * edgeImage->size[1];
  edgeImage->size[0] = H->size[0];
  edgeImage->size[1] = H->size[1];
  emxEnsureCapacity_uint8_T(edgeImage, k);
  edgeImage_data = edgeImage->data;
  nx = H->size[0] * H->size[1];
  for (k = 0; k < nx; k++) {
    edgeImage_data[k] = (unsigned char)((H_data[k] > threshold) * 255U);
  }
  emxFree_real_T(&H);
}

/*
 * File trailer for sobel.c
 *
 * [EOF]
 */

Документация MATLAB Coder

Поддержка