滤镜

滤镜；主要是用来实现图像的各种特殊效果。它在Photoshop中具有非常神奇的作用。滤镜通常需要同通道、图层等联合使用，才能取得最佳艺术效果。

在移动端或者在web开发时处理图片都是一件麻烦的事儿。我调研过很多library，特别是在移动端处理图片时动不动都需要使用 C++ 或者 OpenCV。这对于 Java 程序员来说，具有很高的门槛。甚至在调试时，遇到错误都会无法下手进行处理。其实，随着手机设备性能的不断提高，使用 Java 同样能完成这些事情。

实现

这是原图，可以选择滤镜来美化图片。

原图.png

这是几种滤镜的效果

滤镜效果.jpg

首先，我们的库叫 cv4j，cv 是 Computer Vision 的意思，同时也用于致敬 OpenCV。
https://github.com/imageprocessor/cv4j

以SepiaTone滤镜为例，我们自己私下叫它怀旧风格的滤镜

SepiaTone.png

import com.cv4j.core.datamodel.ImageData;
import com.cv4j.image.util.Tools;

public class SepiaToneFilter implements CommonFilter {

    @Override
    public ImageData filter(ImageData src) {
        int width = src.getWidth();
        int height = src.getHeight();

        int offset = 0;
        for(int row=0; row<height; row++) {
            offset = row * width;
            int tr = 0, tg = 0, tb = 0;
            for (int col = 0; col < width; col++) {
                tr = (src.getPixels()[offset] >> 16) & 0xff;
                tg = (src.getPixels()[offset] >> 8) & 0xff;
                tb = src.getPixels()[offset] & 0xff;
                int fr = (int) colorBlend(noise(), (tr * 0.393) + (tg * 0.769) + (tb * 0.189), tr);
                int fg = (int) colorBlend(noise(), (tr * 0.349) + (tg * 0.686) + (tb * 0.168), tg);
                int fb = (int) colorBlend(noise(), (tr * 0.272) + (tg * 0.534) + (tb * 0.131), tb);

                src.getPixels()[offset] = (255 << 24) | (Tools.clamp(fr) << 16) | (Tools.clamp(fg) << 8) | Tools.clamp(fb);
                offset++;
            }
        }
        return src;
    }
    
    private double noise() {
        return Math.random()*0.5 + 0.5;
    }
    
    private double colorBlend(double scale, double dest, double src) {
        return (scale * dest + (1.0 - scale) * src);
    }
}

ImageData是我们自己定义的图像数据结构。所有的滤镜都是通过ImageData来传递。

import android.graphics.Bitmap;

public interface ImageData {

    int CV4J_IMAGE_TYPE_RGB = 0;
    int CV4J_IMAGE_TYPE_GRAY = 2;
    int CV4J_IMAGE_TYPE_HSV = 4;
    int CV4J_IMAGE_TYPE_BINARY = 8;

    int[] getPixels();

    int getWidth();

    int getHeight();

    int getType();

    byte[] getChannel(int index);

    void putPixels(int[] pixels);

    int getPixel(int row, int col);

    void setPixel(int row, int col, int rgb);

    int[] getPixelByRowNumber(int rowIndex);

    void convert2Gray();

    Bitmap toBitmap();
}

ImageData是一个接口，目前它的实现类只有ColorImage。
所以使用一个滤镜，通常只要这样写的就ok了。

ColorImage colorImage = new ColorImage(bitmap);
CommonFilter filter = new SepiaToneFilter();
colorImage = (ColorImage) filter.filter(colorImage);
imageView.setImageBitmap(colorImage.toBitmap());

性能是我们一直关心的话题，我在模拟器上跑了demo app，通过 AOP 的方法打印了 demo app 中一些滤镜在使用时花费的时间。

滤镜花费的时间.jpeg

在demo app中，滤镜实例化是借助Class.forName()肯定比直接使用new 某个滤镜类要慢一些。

滤镜实例化使用Class.forName.jpeg

总结

cv4j 是贾志刚和我一起开发的图像处理库，目前还处于很早期的版本。我们每天都会对这个库做一些提交。整个库在架构上和图像算法上都还有很大的提升空间。