深刻了解android平臺的jni---圖像灰度化處理

1、涉及到的jni編程知識

Java基本類型的數組，在JNI中都是jArray的類型格式。具體類型以下：

typedef jarray jbooleanArray;

typedef jarray jbyteArray;

typedef jarray jcharArray;

typedef jarray jshortArray;

typedef jarray jintArray;

typedef jarray jlongArray;

typedef jarray jfloatArray;

typedef jarray jdoubleArray;

typedef jarray jobjectArray;

jArray類型JNI定義的類型，經過它JNIEnv能夠操做Java數組，但它並非C/C++的數組，因此咱們要把jArray類型轉換爲C/C++中的數組。

JNIEnv定義了一系列的方法來把一個jArray類型轉換爲C/C++數組，和把C/C++數組轉換爲jArray

一、Java基本類型的數組轉換成相應的C數組類型 

    jboolean*   （*GetBooleanArrayElements）（JNIEnv*， jbooleanArray， jboolean*）;

    jbyte*      （*GetByteArrayElements）（JNIEnv*， jbyteArray， jboolean*）;

    jchar*      （*GetCharArrayElements）（JNIEnv*， jcharArray， jboolean*）;

    jshort*     （*GetShortArrayElements）（JNIEnv*， jshortArray， jboolean*）;

    jint*       （*GetIntArrayElements）（JNIEnv*， jintArray， jboolean*）;

    jlong*      （*GetLongArrayElements）（JNIEnv*， jlongArray， jboolean*）;

    jfloat*     （*GetFloatArrayElements）（JNIEnv*， jfloatArray， jboolean*）;

    jdouble*    （*GetDoubleArrayElements）（JNIEnv*， jdoubleArray， jboolean*);

參數：

env：JNI 接口指針。        

array：Java 字符串對象。        

isCopy：指向布爾值的指針。        

返回值：        

返回指向數組元素的指針，若是操做失敗，則爲 NULL。

二、獲取數組的長度:

     jsize       （*GetArrayLength）（JNIEnv*， jarray）;

三、釋放C/C++的數組內存

     void        （*ReleaseBooleanArrayElements）（JNIEnv*， jbooleanArray，jboolean*， jint）; 

     void        （*ReleaseByteArrayElements）（JNIEnv*， jbyteArray，jbyte*， jint）;

     void        （*ReleaseCharArrayElements）（JNIEnv*， jcharArray，jchar*， jint）;

     void        （*ReleaseShortArrayElements）（JNIEnv*， jshortArray，jshort*， jint）;

     void        （*ReleaseIntArrayElements）（JNIEnv*， jintArray，jint*， jint）;

     void        （*ReleaseLongArrayElements）（JNIEnv*， jlongArray，jlong*， jint）;

     void        （*ReleaseFloatArrayElements）（JNIEnv*， jfloatArray，jfloat*， jint）;

     void        （*ReleaseDoubleArrayElements）（JNIEnv*， jdoubleArray，jdouble*， jint）;

參數：        

env：JNI 接口指針。        

array：Java 數組對象。        

elems：指向數組元素的指針。        

mode：釋放模式。

四、構造一個指定長度的Java基本類型的數組

     jbooleanArray （*NewBooleanArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jbyteArray    （*NewByteArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jcharArray    （*NewCharArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jshortArray   （*NewShortArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jintArray     （*NewIntArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jlongArray    （*NewLongArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jfloatArray   （*NewFloatArray）（JNIEnv*， jsize）;

     jdoubleArray  （*NewDoubleArray）（JNIEnv*， jsize）; 

五、給java基本類型的數組賦值

     void  （*SetBooleanArrayRegion）（JNIEnv*， jbooleanArray，jsize， jsize， const jboolean*）;

     void  （*SetByteArrayRegion）（JNIEnv*， jbyteArray，jsize， jsize， const jbyte*）;

     void  （*SetCharArrayRegion）（JNIEnv*， jcharArray，jsize， jsize， const jchar*）;

     void  （*SetShortArrayRegion）（JNIEnv*， jshortArray，jsize， jsize， const jshort*）;

     void  （*SetIntArrayRegion）（JNIEnv*， jintArray，jsize， jsize， const jint*）;

     void  （*SetLongArrayRegion）（JNIEnv*， jlongArray，jsize， jsize， const jlong*）;

     void  （*SetFloatArrayRegion）（JNIEnv*， jfloatArray，jsize， jsize， const jfloat*）;

     void  （*SetDoubleArrayRegion）（JNIEnv*， jdoubleArray， jsize， jsize， const jdouble*）; 

把java基本類型的數組中的指定範圍的元素用C/C++的數組中的元素來賦值

參數：        

env：JNI 接口指針。        

array:  Java 數組。        

start：起始下標。        

len：要複製的元素數。        

buf：源緩衝區。        

拋出：        

ArrayIndexOutOfBoundsException：若是區域中的某個下標無效。

注意：

若是是c程序，要用 (*env)-> 

若是是C++要用 env->

在linux下若是.c文件中用 「env->」 編譯會找不到此結構，必須用「(*env)->」，或者改爲.cpp文件，以 c++的方式來編譯。

具體請看一下jni.h的代碼。另外還有些省略的內容，能夠參考JNI的文檔：Java Native Interface 6.0 Specification，在JDK的文檔裏就能夠找到。若是要進行更深刻的JNI編程，須要仔細閱讀這個文檔

 

2、圖像灰度化

彩色轉灰度的著名心理學公式：Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114

實際應用中爲了不浮點運算，而後就有了移位運算代替了。

2至20位精度的係數：

Gray = (R*1 + G*2 + B*1) >> 2 

Gray = (R*2 + G*5 + B*1) >> 3 

Gray = (R*4 + G*10 + B*2) >> 4 

Gray = (R*9 + G*19 + B*4) >> 5 

Gray = (R*19 + G*37 + B*8) >> 6 

Gray = (R*38 + G*75 + B*15) >> 7 

Gray = (R*76 + G*150 + B*30) >> 8 

Gray = (R*153 + G*300 + B*59) >> 9 

Gray = (R*306 + G*601 + B*117) >> 10 

Gray = (R*612 + G*1202 + B*234) >> 11 

Gray = (R*1224 + G*2405 + B*467) >> 12 

Gray = (R*2449 + G*4809 + B*934) >> 13 

Gray = (R*4898 + G*9618 + B*1868) >> 14 

Gray = (R*9797 + G*19235 + B*3736) >> 15 

Gray = (R*19595 + G*38469 + B*7472) >> 16 

Gray = (R*39190 + G*76939 + B*14943) >> 17 

Gray = (R*78381 + G*153878 + B*29885) >> 18 

Gray = (R*156762 + G*307757 + B*59769) >> 19 

Gray = (R*313524 + G*615514 + B*119538) >> 20

 

3、灰度化代碼實現

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_org_join_image_util_JoinImage_imgToGray( 

        JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h) { 

    LOGE("==imgToGray=="); 

 

    jint * cbuf; 

    cbuf = (*env)->GetIntArrayElements(env, buf, 0); // 獲取int數組元素 

   

    int alpha = 0xFF; // 不透明值 

    int i, j, color, red, green, blue; 

    for (i = 0; i < h; i++) { 

        for (j = 0; j < w; j++) { 

            color = cbuf[w * i + j]; // 得到color值 

            red = (color >> 16) & 0xFF; // 得到red值 

            green = (color >> 8) & 0xFF; // 得到green值 

            blue = color & 0xFF; // 得到blue值 

            color = (red * 38 + green * 75 + blue * 15) >> 7; // 灰度算法（16位運算下7位精度） 

            color = (alpha << 24) | (color << 16) | (color << 8) | color; // 由ARGB組成新的color值 

            cbuf[w * i + j] = color; // 設置新color值 

        } 

    } 

 

    int size = w * h; 

    jintArray result = (*env)->NewIntArray(env, size); // 新建一個jintArray 

    (*env)->SetIntArrayRegion(env, result, 0, size, cbuf); // 將cbuf轉存入result 

    (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, buf, cbuf, 0); // 釋放int數組元素 

    return result; 

} 

 

 

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做者:流星