利用HTML5 Canvas做在线图像处理

HTML 5中的 canvas 元素是相当强大的，利用他的 getImageData 方法可以对载入的图像直接进行位图操作。但是直接对位图进行操作比较麻烦，如果利用卷积矩阵这个工具的话，可以通过几个简单的参数实现复杂的效果。

所谓的矩阵的卷积，就是如下图显示的那样，当计算红色框中的数值的时候，分别先提取周围绿框中8个数字，然后与施加的那个矩阵中对应位置相乘，然后把各个乘积加在一起，就得到了最终的值了。

比如上图中的42是这么来的:

  (40*0)+(42*1)+(46*0) 
+ (46*0)+(50*0)+(55*0) 
+ (52*0)+(56*0)+(58*0) 
= 42

这就是卷积了。然后，所谓的对图像的卷积操作，就是指对图像上的每一点的像素值，用这个矩阵进行运算，得到一个新的值。

比如下面这张图

利用下面这个矩阵 
-6 -3 0 
-3 -1 3 
0 3 6 
就立刻能够得到浮雕效果。

然后为了使用更方便，通常还会给最终值除以一个系数以及加上一个偏移。 
比如下面这个矩阵。 
0 0 0 
0 1 0 
0 0 0 
这个矩阵（实际上这个矩阵本身不对图像进行任何操作），然后设置系数为-1，偏移为255的话，就能实现反色效果了，真是相当的神奇。

为了简化操作，我写了个简单的函数来对图像数据进行操作。 
函数第一个参数是 canvas上的 imageData 对象 
第二个参数是传入矩阵所对应的数组，如果是下面这样的矩阵 
a b c 
d e f 
g h i 
则传入第二个的参数应为 [a,b,c,d,e,f,g,h,i] 
第三个参数是除数因子。 
第四个参数就是偏移量。

// 计算卷积矩阵的函数
function ConvolutionMatrix(input, matrix, divisor, offset){
    // 创建一个输出的 imageData 对象
    var output = document.createElement("canvas")
                         .getContext('2d').createImageData(input);
    var w = input.width, h = input.height;
    var iD = input.data, oD = output.data;
    var m = matrix;
    // 对除了边缘的点之外的内部点的 RGB 进行操作，透明度在最后都设为 255
    for (var y = 1; y < h-1; y += 1) {
        for (var x = 1; x < w-1; x += 1) {
            for (var c = 0; c < 3; c += 1) {
                var i = (y*w + x)*4 + c;
                oD[i] = offset
                    +(m[0]*iD[i-w*4-4] + m[1]*iD[i-w*4] + m[2]*iD[i-w*4+4]
                    + m[3]*iD[i-4]     + m[4]*iD[i]     + m[5]*iD[i+4]
                    + m[6]*iD[i+w*4-4] + m[7]*iD[i+w*4] + m[8]*iD[i+w*4+4])
                    / divisor;
            oD[(y*w + x)*4 + 3] = 255; // 设置透明度
    return output;

我这里只写了个3阶的卷积矩阵。如果觉得不够high还可以自己实现一个5阶的。