在实际开发中,对于图片数据不论是缓存在本地磁盘还是上传到后端,都需要先对图片进行压缩处理。在图片压缩的过程中,为了减小文件大小,一些不重要的元数据(包括EXIF信息)可能会被移除或修改。如果图片经过压缩处理,其原始的EXIF信息可能会丢失或不完整。
EXIF信息附加于JPEG、TIFF、RIFF等文件之中,可以记录数码照片的属性信息和拍摄数据。比如记录以下信息:
项目 | 资讯(举例) |
制造厂商 | Canon |
相机型号 | Canon EOS-1Ds Mark III |
影像方向 | 正常(upper-left) |
影像解析度X | 300 |
影像解析度Y | 300 |
解析度单位 | dpi |
软件 | Adobe Photoshop CS Macintosh |
最后异动时间 | 2005:10:06 12:53:19 |
YCbCrPositioning | 2 |
曝光时间 | 0.00800 (1/125) sec |
光圈值 | F22 |
拍摄模式 | 光圈优先 |
ISO感光值 | 100 |
Exif资讯版本 | 30,32,32,31 |
影像拍摄时间 | 2005:09:25 15:00:18 |
影像存入时间 | 2005:09:25 15:00:18 |
曝光补偿(EV+-) | 0 |
测光模式 | 点测光(Spot) |
闪光灯 | 关闭 |
镜头实体焦长 | 12 mm |
Flashpix版本 | 30,31,30,30 |
影像色域空间 | sRGB |
影像尺寸X | 5616 pixel |
影像尺寸Y | 3744 pixel |
有一些压缩工具或软件提供了保留EXIF信息的选项。在使用这些工具进行压缩时,可以选择保留EXIF信息,以确保压缩后的图片仍然包含完整的元数据。在实际开发中我们如何进行保留EXIF信息的同时进行图片压缩呢?
使用ExifInterface方案
ExifInterface是Android系统中用于描述多媒体文件(如JPG格式图片)附加信息的一个类。它主要涵盖了拍摄时的光圈、快门、白平衡、ISO、焦距、日期时间等各种拍摄条件,以及相机品牌、型号、色彩编码、拍摄时录制的声音以及全球定位系统(GPS)和缩略图等信息。简单来说,ExifInterface就是JPEG图像文件+拍摄参数的结合。
ExifInterface类主要提供了读取、写入和缩略图处理这三个方面的功能。通过ExifInterface,可以获取到图片的多种属性,如方向(orientation)、拍摄时间(dateTime)、设备制造商(make)、设备型号(model)等。
ExifInterface类只提供了 getXXX() 和 setAttributes(String tag, String value) 这种操作单个属性的方法,如果想将原图片文件中的所有EXIF信息完整复制到另一个图片中会非常繁琐。因此有人通过反射,对所有属性名进行遍历,从而实现了批量操作。也算是一种解决方案,具体如下:
public static void saveExif(String oldFilePath, String newFilePath) throws Exception {
ExifInterface oldExif = new ExifInterface(oldFilePath);
ExifInterface newExif = new ExifInterface(newFilePath);
Class cls = ExifInterface.class;
Field[] fields = cls.getFields();
for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
String fieldName = fields[i].getName();
if (!TextUtils.isEmpty(fieldName) && fieldName.startsWith("TAG")) {
String fieldValue = fields[i].get(cls).toString();
String attribute = oldExif.getAttribute(fieldValue);
if (attribute != null) {
newExif.setAttribute(fieldValue, attribute);
}
}
}
//将内存中的修改写入磁盘(IO操作)
newExif.saveAttributes();
}
以上方案弊端也很明显,就是需要对文件进行多次IO操作。观察上面方法中的两个参数都是文件路径,比如我们通过拍照进行图片压缩上传,那么拍完照通过 onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) 回调方法拿到图片的 byte[] data 数据后处理是这样的:
- 将data缓存到磁盘,路径为oldFilePath;(IO)
- 将data转换成 bitmap 进行压缩、旋转、剪切等操作;
- 将处理后的 bitmap 缓存到磁盘,路径为newFilePath;(IO)
- 调用上面的 saveExif(oldFilePath, newFilePath) 方法; (IO)
能否只在内存中操作?发现有 ExifInterface (String filename) 和 ExifInterface (InputStream inputStream) 两种构造方法, 进行如下改造:
public static void saveExif(byte[] srcData, String destFilePath) throws Exception {
ExifInterface oldExif = new ExifInterface(new ByteArrayInputStream(srcData));
ExifInterface newExif = new ExifInterface(destFilePath);
Class cls = ExifInterface.class;
Field[] fields = cls.getFields();
for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
String fieldName = fields[i].getName();
if (!TextUtils.isEmpty(fieldName) && fieldName.startsWith("TAG")) {
String fieldValue = fields[i].get(cls).toString();
String attribute = oldExif.getAttribute(fieldValue);
if (attribute != null) {
newExif.setAttribute(fieldValue, attribute);
}
}
}
//将内存中的修改写入磁盘(IO操作)
newExif.saveAttributes();
}
使用自定义方案
不管是图片还是其他文件,本质都是格式化的数据,都有专用的数据结构。研究下JPG的数据结构,找到 EXIF 数据块的起始索引,然后从源文件byte[]中复制插入到目标文件byte[]对应位置中就实现了。
图片
JPEG文件的内容都开始于一个二进制的值 '0xFFD8', 并结束于二进制值'0xFFD9'. 在JPEG的数据中有好几种类似于二进制 0xFFXX 的数据都统称作 "标记", 代表了一段JPEG的信息数据。
0xFFD8 的意思是 SOI图像起始(Start of image) ,是Jpeg文件的魔数(Magic Number)。每种格式的文件都有固定的Magic Number,比如.class 字节码文件的Magic Number是 “0xCAFEBABE”。0xFFD9 则表示 EOI图像结束 (End of image)。
0xFF+标记号(1个字节)+数据大小描述符(2个字节)+数据内容(n个字节)
对于EXIF数据,使用的是APP1标记,前两个字节固定为 0xFFE1,后面紧跟着两个字节记录的是EXIF数据内容的 length + 2,假设这两个字节的值是 24,那么EXIF数据内容的长度就是22字节。所以只要找到EXIF在数组中的起始索引,抠出来插入到新数组中去就完成了。
图片
public static byte[] cloneExif(byte[] srcData, byte[] destData) {
if (srcData == null || srcData.length == 0 || destData == null || destData.length == 0) return null;
ImageHeaderParser srcImageHeaderParser = new ImageHeaderParser(srcData);
byte[] srcExifBlock = srcImageHeaderParser.getExifBlock();
if (srcExifBlock == null || srcExifBlock.length <= 4) return null;
LOG.d(TAG, "pictureData src: %1$s KB; dest: %2$s KB", srcData.length / 1024, destData.length / 1024);
LOG.d(TAG, "srcExif: %s B", srcExifBlock.length);
ImageHeaderParser destImageHeaderParser = new ImageHeaderParser(destData);
byte[] destExifBlock = destImageHeaderParser.getExifBlock();
if (destExifBlock != null && destExifBlock.length > 0) {
LOG.d(TAG, "destExif: %s B", destExifBlock.length);
//目标图片中已有exif信息, 需要先删除
int exifStartIndex = destImageHeaderParser.getExifStartIndex();
//构建新数组
byte[] newDestData = new byte[srcExifBlock.length + destData.length - destExifBlock.length];
//copy 1st block
System.arraycopy(destData, 0, newDestData, 0, exifStartIndex);
//copy 2rd block (exif)
System.arraycopy(srcExifBlock, 0, newDestData, exifStartIndex, srcExifBlock.length);
//copy 3th block
int srcPos = exifStartIndex + destExifBlock.length;
int destPos = exifStartIndex + srcExifBlock.length;
System.arraycopy(destData, srcPos, newDestData, destPos, destData.length - srcPos);
LOG.d(TAG, "output image Data with exif: %s KB", newDestData.length / 1024);
return newDestData;
} else {
LOG.d(TAG, "destExif: %s B", 0);
//目标图片中没有exif信息
byte[] newDestData = new byte[srcExifBlock.length + destData.length];
//copy 1st block (前两个字节)
System.arraycopy(destData, 0, newDestData, 0, 2);
//copy 2rd block (exif)
System.arraycopy(srcExifBlock, 0, newDestData, 2, srcExifBlock.length);
//copy 3th block
int srcPos = 2;
int destPos = 2 + srcExifBlock.length;
System.arraycopy(destData, srcPos, newDestData, destPos, destData.length - srcPos);
LOG.d(TAG, "output image Data with exif: %s KB", newDestData.length / 1024);
return newDestData;
}
}
将原图的数据流和压缩处理后的数据流传入,调用cloneExif方法,返回附加了EXIF信息的数据流,将返回的数据流存储即得到一张带有原EXIF信息的压缩图片。
「注意」上述方法只针对JPEG格式图片,其他格式文件数据结构不同,方法可能无效。