Javascript图像处理思路及实现代码

思路
HTML5的canvas提供了getImageData接口来获取canvas中的数据，所以我们能够先用drawImage接口将图片画在canvas上然后再通过getImageData得到图片数据矩阵。

需要注意，虽然IE9开始支持了canvas接口，但是其getImageData获取的数据并不是以标准的TypedArray方式存储的，或者说IE9没有提供对WebGL Native binary data的支持，所以如果需要对IE9支持，下面的矩阵需要用Array的方式保存。虽然IE9以下版本（例如IE8）有开源项目explorercanvas提供canvas支持，但很可惜G_vmlCanvasManager并没有提供位图数据获取接口。TypedArray的相关内容可以参考HTML5的新数组

基本矩阵
在图像处理中，矩阵计算是非常重要的内容，所以我们首先来建立一个矩阵模型。
通过getImageData接口获取的ImageData虽然具有类似矩阵的结构，但是他的结构是不可变的，不适合扩展，所以我们选择在Javascript中自建一个矩阵。


代码如下:

function Mat(__row, __col, __data, __buffer){
this.row = __row || 0;
this.col = __col || 0;
this.channel = 4;
this.buffer = __buffer || new ArrayBuffer(__row * __col * 4);
this.data = new Uint8ClampedArray(this.buffer);
__data && this.data.set(__data);
this.bytes = 1;
this.type = "CV_RGBA";
}

row - 代表矩阵的行数
col - 代表矩阵的列数
channel - 代表通道数量，因为通过getImageData获取的图片数据是以RGBA色彩空间进行描述的，即有Red（红）、Green（绿）、Blue（蓝）和Alpha（不透明度）四个通道。
buffer - 数据所用的ArrayBuffer引用。
data - 图片的Uint8ClampedArray数组数据。
bytes - 每个数据单位占用字节，因为是uint8数据类型，所以占用字节数为1。
type - 数据类型是CV_RGBA。
图片数据转成矩阵的方法


代码如下:

function imread(__image){
var width = __image.width,
height = __image.height;
iResize(width, height);
iCtx.drawImage(__image, 0, 0);
var imageData = iCtx.getImageData(0, 0, width, height),
tempMat = new Mat(height, width, imageData.data);
imageData = null;
iCtx.clearRect(0, 0, width, height);
return tempMat;
}

注意：这里的__image指的是Image对象，不是字符串URL。因为浏览器中Image的读取是一个异步过程，并不能立刻返回相应的Mat对象，所以这个函数应当这样使用：


代码如下:

var img = new Image();
img.onload = function(){
var myMat = cv.imread(img);
};
img.src = "1.jpg";

iCtx和iResize方法是一个全局变量，允许给其它函数公用：


代码如下:

var iCanvas = document.createElement("canvas"),
iCtx = iCanvas.getContext("2d");
function iResize(__width, __height){
iCanvas.width = __width;
iCanvas.height = __height;
}

我们来看一下drawImage方法：
用途
在canvas上绘制一个图片。
语法
context.drawImage(img,x,y);
context.drawImage(img,x,y,width,height);
context.drawImage(img,sx,sy,swidth,sheight,x,y,width,height);
例子
还有getImageData方法：
用途
获取canvas中的图像数据。
数据是以RGBA色彩空间返回的，即：
R - 红色通道大小
G - 绿色通道大小
B - 蓝色通道大小
A - 不透明程度大小
语法
context.getImageData(x,y,width,height);
例子


代码如下:

red = imgData.data[0];
green = imgData.data[1];
blue = imgData.data[2];
alpha = imgData.data[3];

矩阵转成图像数据的方法
经过处理后的矩阵，需要一个方法变成ImageData，然后我们就可以通过putImageData方法，在canvas上绘制经过处理的图像了。


代码如下:

function RGBA2ImageData(__imgMat){
var width = __imgMat.col,
height = __imgMat.row,
imageData = iCtx.createImageData(width, height);
imageData.data.set(__imgMat.data);
return imageData;
}

我们来看一下putImageData方法：
用途
通过图像数据，在canvas上绘制图像。
语法
context.putImageData(imgData,x,y,dirtyX,dirtyY,dirtyWidth,dirtyHeight);
将彩色图转换成灰度图
最后我们进行一个简单的色彩空间变换，将图像从RGBA转成GRAY。


代码如下:

function cvtColor(__src){
if(__src.type && __src.type === "CV_RGBA"){
var row = __src.row,
col = __src.col;
var dst = new Mat(row, col);
data = dst.data,
data2 = __src.data;
var pix1, pix2, pix = __src.row * __src.col * 4;
while (pix){
data[pix -= 4] = data[pix1 = pix + 1] = data[pix2 = pix + 2] = (data2[pix] * 299 + data2[pix1] * 587 + data2[pix2] * 114) / 1000;
data[pix + 3] = data2[pix + 3];
}
}else{
return src;
}
return dst;
}

参考OpenCV文档中的转换公式：
RGBA to Gray: Y <- 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
Gray to RGBA: R <- Y, G <- Y, B <- Y, A <- 255
我们可以得出RGBA to GRAY（指的是拥有4个通道）对应映射关系应该为：
RGBA to RGBA(GRAY): R1 = G1 = B1 <- 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B , A1 <- A