如何使用Simulink實現(xiàn)MATLAB圖像采集與輸出

本文將介紹如何使用Simulink提供的回調函數(shù)機制，實現(xiàn)從MATLAB工作空間采集和輸出圖像。

Simulink回調函數(shù)機制
在空白處右鍵->Model Properties，切換到“Callbacks”標簽下，可以看到Simulink支持的回調函數(shù)，這些函數(shù)在某些時刻會自動觸發(fā)，執(zhí)行M文件中的程序：

點擊每個函數(shù)，可以在右邊看到該函數(shù)的觸發(fā)時刻；右邊的編輯框中輸入執(zhí)行的M文件的名稱。M文件與slx文件在同一目錄下。

System Generator設計
數(shù)據(jù)流方法完成圖像的采集與輸出，其實就是從MATLAB的工作空間中導入圖像數(shù)據(jù)，再將結果導出到工作空間。按下圖連接model：

From Workspace從工作空間中讀取數(shù)據(jù)；To Workspace將數(shù)據(jù)導出到工作空間。讀出數(shù)據(jù)時會受到采樣時間的控制，因此讀出的為標量數(shù)據(jù)，可以直接接入Gateway In中。三個輸入模塊和輸出模塊分別對應R、G、B三個通道，雙擊打開配置界面，在“Data”中設置變量名稱。

設計思路如下：在啟動模型時，設計一個函數(shù)讀取圖片并將圖片轉換為From Worspace兼容的格式；在仿真結束時，設計一個函數(shù)將輸出的數(shù)據(jù)重新整理為圖片格式并顯示結果。添加一個PreLoadFcn回調函數(shù)LoadImg.m、一個StopFcn回調函數(shù)ShowImg.m，分別完成上述功能。

回調函數(shù)設計
LoadImg.m文件的代碼清單如下：
%讀取圖片
img = imread('test.jpg');

%讀取圖片尺寸
width = size(img, 2); %長
height = size(img, 1); %寬

%讀取R、G、B通道，2維轉1維
inimg_r = reshape(img(:,:,1), 1, width*height);
inimg_g = reshape(img(:,:,2), 1, width*height);
inimg_b = reshape(img(:,:,3), 1, width*height);

%From Workspace讀取的變量要求為double類型矩陣
%第一列為時間；其余列為數(shù)據(jù)
inimg_r = [(0:width*height-1)' double(inimg_r)'];
inimg_g = [(0:width*height-1)' double(inimg_g)'];
inimg_b = [(0:width*height-1)' double(inimg_b)'];

注意From Workspace讀取的變量（inimg_r、inimg_g、inimg_b）中的第一列為采樣時間設置，這里設計為每個時刻讀一個像素值。StopFcn.m文件的代碼清單如下：
%一維轉二維
out_r = reshape(outimg_r(1:width*height), height, width);
out_g = reshape(outimg_g(1:width*height), height, width);
out_b = reshape(outimg_b(1:width*height), height, width);

%組合R、G、B通道
showimg = zeros(width, height, 3);
showimg(:,:,1) = out_r;
showimg(:,:,2) = out_g;
showimg(:,:,3) = out_b;

subplot(121);
imshow(img); title('輸入圖像');
subplot(122);
imshow(uint8(showimg)); title('輸出圖像');

將RGB三通道合為一副圖像并顯示。

仿真測試
讀取一副256*256的RGB圖像，系統(tǒng)采樣時間為1s，仿真時長設置為256*256，即只讀取一次完整的圖像。先關閉slx文件，再次啟動，此時MATLAB的工作空間：

可見啟動時執(zhí)行了LoadImg函數(shù)。運行仿真后，MATLAB的工作空間：

可見仿真結束時執(zhí)行了ShowImg函數(shù)，彈出結果圖如下：

在某些方面講，基于數(shù)據(jù)流方法的圖像采集與輸出要更靈活，設計者可以根據(jù)需要隨意設計回調函數(shù)（當然回調函數(shù)的用途不限于此）。

編輯：hfy