最近在编写一个简单的遥感影像处理程序，技术路线是使用Matlab实现一个较为耗时和复杂的数据处理后端，使用VS C#（.NET Framework）实现一个简单的前端GUI界面。
由于这方面网上的资料比较多，本来没打算写（水）一篇博客的，但是实现过程中遇到了不少坑和疑问，所以还是统一记录一下。
Matlab后端运算打包dll
由于遥感影像处理多涉及矩阵运算，因此使用Matlab进行编程。将所有代码写成函数后，在“附加资源管理器”中下载并安装MATLAB Compiler和MATLAB Compiler SDK两个附加包。
在App选项卡打开Library Compiler功能，在TYPE栏选择.NET Asswmbly，在EXPORTED FUNCTIONS栏添加自己想要编译的函数。如果想要打包结果不包含Matlab运行时（MCR）以节省空间，则在PACKAGING OPTIONS中选择第一个选项，在未安装Matlab本体的计算机上运行时，选择该选项需要用户手动下载并安装免费的MCR或购买Matlab本体；否则，选择第二个选项，打包包含MCR的完整包，会占据较大空间。另外，如果被打包的函数使用了其他函数，该工具会自动一并打包，不需要额外添加。
以本程序changeDetection为例：打包完成后，打开包体位置，找到“for_redistribution_files_only”文件夹，复制changeDetectionNative.dll到VS的项目目录中。
（至于changeDetection.dll文件，官方给出的解释为）
-changeDetection.dll
-contains the generated component using MWArray API.
-changeDetectionNative.dll
-contains the generated component using native API.然后，前往 .\matlab\toolbox\dotnetbuilder\bin\win64\v4.0路径，复制MWArray.dll到VS项目目录。至此，在Matlab中的工作已经结束。
Visual Studio中创建GUI
在建立好的Windows窗体应用程序中绘制UI界面并添加上文中两个dll文件的引用。使用时，需在对应代码文件前添加using MathWorks.MATLAB.NET.Arrays;和using changeDetectionNative;以实现调用。
调用的Matlab函数返回值为一个object类，如果有多个返回值，将在该类中以数组形式储存。函数的传入参数前需添加一个整数，用以代表返回值的个数。具体示例如下：
ChangeDetection CD = new ChangeDetection();
object resultObj = CD.changeDetection(1, data.beforeImage, data.afterImage, lines, samples);//1代表函数有一个返回值
object[] resultObjs = (object[])resultObj;//将object中存储的数组拆分出来
double[,] bw = (double[,])resultObjs[0];//取出所需的返回值如果时计算耗时较短的Matlab程序，至此即完成了前后端的集成。
耗时程序的处理
对于耗时程序，在后端运算时，前端的GUI窗体会发生假死的状态，表现为UI无法更新，无法拖动，无法操作。显然，这样不符合一般用户的直觉。而遥感影像处理的Matlab后端程序基本上都需要消耗较长的时间，因此了解C#中耗时程序的处理是有必要的。
出现该状况的原因在于，后端的计算过程占用了UI更新的主线程，导致程序无法处理相关操作。解决方法也很简单，使用异步操作使程序以多线程的形式运行即可。
在C#中，使用await运算符（异步等待任务完成）创建多线程很容易，首先在执行按钮的函数中添加修饰词async，即private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)，然后将前文的代码改为：
ChangeDetection CD = new ChangeDetection();
object resultObj = await Task.Run(() =>
{
return CD.changeDetection(1, data.beforeImage, data.afterImage, lines, samples);
});
object[] resultObjs = (object[])resultObj;//将object中存储的数组拆分出来
double[,] bw = (double[,])resultObjs[0];//取出所需的返回值这样，在程序运行时，UI界面就可以正常更新和操作了。
至此，Matlab集成C#的遥感影像处理程序的技术框架大致构建完成，只需要继续添加需要的功能即可。
参考资料
- C#调用Matlab函数 - 知乎 (zhihu.com)
- 最简单解决c#在UI线程中执行耗时方法导致界面假死的方法_c# task.run 假死-CSDN博客
- await 运算符 - 异步等待任务完成 - C# | Microsoft Learn
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