将 mxArray 传递给 mexCallMatlab 失败

Question

我正在编写一个调用 conv2 函数的 mex 文件。这个mex 文件将获得大小为(M, N) 的图像，并使用conv2 多次应用卷积。

#include "mex.h"

void myconv( mxArray *Ain, mxArray *Kernel, mxArray *&Aout )
{

    mxArray *rhs[3];

    rhs[0] = mxCreateNumericMatrix( 0, 0, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL );
    rhs[1] = mxCreateNumericMatrix( 0, 0, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL );
    rhs[2] = mxCreateString       ( "same" );

    double *ainPtr = mxGetPr( Ain   );
    mxSetPr( rhs[0], ainPtr         );
    mxSetM ( rhs[0], mxGetM(Ain)    );
    mxSetN ( rhs[0], mxGetM(Ain)    );

    double *kernelPtr = mxGetPr( Kernel );
    mxSetPr( rhs[1], kernelPtr          );
    mxSetM ( rhs[1], mxGetM(Kernel)     );
    mxSetN ( rhs[1], mxGetN(Kernel)     );

    mexCallMATLAB(1, &Aout, 3, rhs, "conv2");

    mxSetPr( rhs[0], NULL ); 
    mxSetPr( rhs[1], NULL );

}

void myconv_combine( mxArray *Ain, mxArray *&Aout )
{

    mxArray *mask = mxCreateDoubleMatrix( 1, 5, mxREAL );

    double *maskPtr = mxGetPr( mask );
    maskPtr[0] = 0.05; 
    maskPtr[1] = 0.25; 
    maskPtr[2] = 0.4; 
    maskPtr[3] = 0.25; 
    maskPtr[4] = 0.05;

    mxArray *maskTranspose = mxCreateDoubleMatrix( 0, 0, mxREAL );
    mxSetPr( maskTranspose, maskPtr      );
    mxSetM ( maskTranspose, mxGetN(mask) );
    mxSetN ( maskTranspose, mxGetM(mask) );

    mxArray *AinConvolved = mxCreateDoubleMatrix( (mwSize)mxGetM(Ain), (mwSize)mxGetN(Ain), mxREAL );
    double *AinConvolvedPtr = mxGetPr( AinConvolved );
    myconv( Ain, mask, AinConvolved );

    // Some modifications.
    mxArray *Temp = mxCreateDoubleMatrix( (mwSize)mxGetM(Ain), (mwSize)mxGetN(Ain), mxREAL );
    double *TempPtr = mxGetPr( Temp );
    for( int i = 0; i < (mwSize)mxGetM(Ain)*(mwSize)mxGetN(Ain); i++ )
            TempPtr[ i ] = 2.0*AinConvolvedPtr[ i ];

    // Some other convolution.
    mxArray *TempConvolved = mxCreateDoubleMatrix( (mwSize)mxGetM(Ain), (mwSize)mxGetN(Ain), mxREAL );
    double *TempConvolvedPtr = mxGetPr( TempConvolved );
    myconv( Temp, maskTranspose, TempConvolved );

    // Some other modifications.
    double *AoutPtr = mxGetPr( Aout );
    for( int i = 0; i < (mwSize)mxGetM(Ain)*(mwSize)mxGetN(Ain); i++ )
            AoutPtr[ i ] = 2.0*TempConvolvedPtr[ i ];


}


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

   mxArray *Ain  = mxCreateDoubleMatrix( 100, 100, mxREAL );
   mxArray *Aout = mxCreateDoubleMatrix( 100, 100, mxREAL );

   myconv_combine( Ain, Aout );


}

在我的实际代码中，当它到达该行时：

myconv( Temp, maskTranspose, TempConvolved );

MATLAB 崩溃，我不知道为什么会发生这种情况，不幸的是，我无法在上面提供的示例代码中复制相同的错误。在我的实际代码中，图像按行成功卷积：

myconv( Ain, mask, AinConvolved );

但是，只要它想应用第二个卷积：

myconv( Temp, maskTranspose, TempConvolved );

它崩溃了，当我调试它时，它发生在 mexCallMATLAB 被 myconv 函数调用时。 Temp/TempConvolved 和 Ain/AinConvolved 之间有什么区别导致前者在 mexCallMATLAB 时崩溃？

有人可以帮我解决这个问题吗？

Answer 1

重用数据缓冲区

将来自mxArray *mask 的数据指针重用于mxArray *maskTransposed 是自找麻烦，因为 MATLAB 具有严格的引用计数机制，因为共享数据数组是 MATLAB 内存优化的重要组成部分。相反，使用mxDuplicateArray 复制整个内容：

mxArray *maskTranspose = mxDuplicateArray(mask);

有一个未记录的 mxCreateSharedDataCopy 模拟 MATLAB 的延迟复制机制，但对于 5 元素数组来说，这确实有点过头了。

在mexCallMATLAB 之前进行多余的mxArray 初始化

另外，在调用mexCallMATLAB 之前不要费心初始化mxArray *AinConvolved。只需传递一个 NULL 指针，它就会为您创建它。如果你不这样做，它只会擦除旧的（将其发送到垃圾收集）并为conv2 的输出创建一个新的。这让我想起了这表明这是您的代码中的问题：

mxArray *AinConvolved = mxCreateDoubleMatrix(mxGetM(Ain), mxGetN(Ain), mxREAL);
double *AinConvolvedPtr0 = mxGetPr(AinConvolved);
myconv(Ain, mask, AinConvolved);
double *AinConvolvedPtr = mxGetPr(AinConvolved);
mexPrintf("%p\n%p\n", AinConvolvedPtr0, AinConvolvedPtr);

MATLAB 中的输出：

00000000B852FA20
0000000026B8EB00

如您所见，如果您在使用 mexCallMATLAB 之前尝试使用通过 mxGetPr 获得的指针，那么您可能使用了错误的数据，可能已经释放了内存..

使用imfilter自动分离过滤

另外，请注意，如果您有imfilter，则不需要实现可分离卷积，因为它内置了该功能。只需查看imfilter.m 并注意isSeparable 功能。见here for more information。

试试吧，我会发布一个测试。