Android實現(xiàn)JPEG圖片壓縮后同時保留圖片的EXIF信息

作者：Reathin 2024-07-04 08:26:12

在實際開發(fā)中，對于圖片數(shù)據(jù)不論是緩存在本地磁盤還是上傳到后端，都需要先對圖片進行壓縮處理。在圖片壓縮的過程中，為了減小文件大小，一些不重要的元數(shù)據(jù)（包括EXIF信息）可能會被移除或修改。如果圖片經(jīng)過壓縮處理，其原始的EXIF信息可能會丟失或不完整。

EXIF信息是可交換圖像文件格式（Exchangeable Image File Format）的縮寫，是在JPEG格式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其中包含了一系列按照一定標準制定的有關(guān)圖像拍攝信息的數(shù)據(jù)和索引，包括快門速度、光圈、ISO感光度、曝光偏移、日期和時間、閃光使用情況、焦距、GPS定位數(shù)據(jù)等。

EXIF信息附加于JPEG、TIFF、RIFF等文件之中，可以記錄數(shù)碼照片的屬性信息和拍攝數(shù)據(jù)。比如記錄以下信息：

項目	資訊（舉例）
制造廠商	Canon
相機型號	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
解析度單位	dpi
軟件	Adobe Photoshop CS Macintosh
最后異動時間	2005:10:06 12:53:19
YCbCrPositioning	2
曝光時間	0.00800 (1/125) sec
光圈值	F22
拍攝模式	光圈優(yōu)先
ISO感光值	100
Exif資訊版本	30,32,32,31
影像拍攝時間	2005:09:25 15:00:18
影像存入時間	2005:09:25 15:00:18
曝光補償（EV+-）	0
測光模式	點測光（Spot）
閃光燈	關(guān)閉
鏡頭實體焦長	12 mm
Flashpix版本	30,31,30,30
影像色域空間	sRGB
影像尺寸X	5616 pixel
影像尺寸Y	3744 pixel

有一些壓縮工具或軟件提供了保留EXIF信息的選項。在使用這些工具進行壓縮時，可以選擇保留EXIF信息，以確保壓縮后的圖片仍然包含完整的元數(shù)據(jù)。在實際開發(fā)中我們?nèi)绾芜M行保留EXIF信息的同時進行圖片壓縮呢？

使用ExifInterface方案

ExifInterface是Android系統(tǒng)中用于描述多媒體文件（如JPG格式圖片）附加信息的一個類。它主要涵蓋了拍攝時的光圈、快門、白平衡、ISO、焦距、日期時間等各種拍攝條件，以及相機品牌、型號、色彩編碼、拍攝時錄制的聲音以及全球定位系統(tǒng)(GPS)和縮略圖等信息。簡單來說，ExifInterface就是JPEG圖像文件+拍攝參數(shù)的結(jié)合。

ExifInterface類主要提供了讀取、寫入和縮略圖處理這三個方面的功能。通過ExifInterface，可以獲取到圖片的多種屬性，如方向（orientation）、拍攝時間（dateTime）、設(shè)備制造商（make）、設(shè)備型號（model）等。

ExifInterface類只提供了 getXXX() 和 setAttributes(String tag, String value) 這種操作單個屬性的方法，如果想將原圖片文件中的所有EXIF信息完整復(fù)制到另一個圖片中會非常繁瑣。因此有人通過反射，對所有屬性名進行遍歷，從而實現(xiàn)了批量操作。也算是一種解決方案，具體如下：

public static void saveExif(String oldFilePath, String newFilePath) throws Exception {
    ExifInterface oldExif = new ExifInterface(oldFilePath);
    ExifInterface newExif = new ExifInterface(newFilePath);
    Class<ExifInterface> 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);
            }
        }
    }
    //將內(nèi)存中的修改寫入磁盤（IO操作）
    newExif.saveAttributes();
 }

以上方案弊端也很明顯，就是需要對文件進行多次IO操作。觀察上面方法中的兩個參數(shù)都是文件路徑，比如我們通過拍照進行圖片壓縮上傳，那么拍完照通過 onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) 回調(diào)方法拿到圖片的 byte[] data 數(shù)據(jù)后處理是這樣的：

將data緩存到磁盤，路徑為oldFilePath；（IO）
將data轉(zhuǎn)換成 bitmap 進行壓縮、旋轉(zhuǎn)、剪切等操作；
將處理后的 bitmap 緩存到磁盤，路徑為newFilePath；(IO)
調(diào)用上面的 saveExif(oldFilePath, newFilePath) 方法; (IO)

能否只在內(nèi)存中操作？發(fā)現(xiàn)有 ExifInterface (String filename) 和 ExifInterface (InputStream inputStream) 兩種構(gòu)造方法, 進行如下改造：

public static void saveExif(byte[] srcData, String destFilePath) throws Exception {
    ExifInterface oldExif = new ExifInterface(new ByteArrayInputStream(srcData));
    ExifInterface newExif = new ExifInterface(destFilePath);
    Class<ExifInterface> 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);
            }
        }
    }
    //將內(nèi)存中的修改寫入磁盤（IO操作）
    newExif.saveAttributes();
 }

使用自定義方案

不管是圖片還是其他文件，本質(zhì)都是格式化的數(shù)據(jù)，都有專用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。研究下JPG的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，找到 EXIF 數(shù)據(jù)塊的起始索引，然后從源文件byte[]中復(fù)制插入到目標文件byte[]對應(yīng)位置中就實現(xiàn)了。

圖片

JPEG文件的內(nèi)容都開始于一個二進制的值 '0xFFD8', 并結(jié)束于二進制值'0xFFD9'. 在JPEG的數(shù)據(jù)中有好幾種類似于二進制 0xFFXX 的數(shù)據(jù)都統(tǒng)稱作 "標記", 代表了一段JPEG的信息數(shù)據(jù)。

0xFFD8 的意思是 SOI圖像起始(Start of image) ，是Jpeg文件的魔數(shù)（Magic Number）。每種格式的文件都有固定的Magic Number，比如.class 字節(jié)碼文件的Magic Number是 “0xCAFEBABE”。0xFFD9 則表示 EOI圖像結(jié)束 (End of image)。

0xFF+標記號(1個字節(jié))+數(shù)據(jù)大小描述符(2個字節(jié))+數(shù)據(jù)內(nèi)容(n個字節(jié))

對于EXIF數(shù)據(jù)，使用的是APP1標記，前兩個字節(jié)固定為 0xFFE1，后面緊跟著兩個字節(jié)記錄的是EXIF數(shù)據(jù)內(nèi)容的 length + 2，假設(shè)這兩個字節(jié)的值是 24，那么EXIF數(shù)據(jù)內(nèi)容的長度就是22字節(jié)。所以只要找到EXIF在數(shù)組中的起始索引，摳出來插入到新數(shù)組中去就完成了。

圖片

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);
        //目標圖片中已有exif信息, 需要先刪除
        int exifStartIndex = destImageHeaderParser.getExifStartIndex();
        //構(gòu)建新數(shù)組
        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);
        //目標圖片中沒有exif信息
        byte[] newDestData = new byte[srcExifBlock.length + destData.length];
        //copy 1st block (前兩個字節(jié))
        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;
    }

}

將原圖的數(shù)據(jù)流和壓縮處理后的數(shù)據(jù)流傳入，調(diào)用cloneExif方法，返回附加了EXIF信息的數(shù)據(jù)流，將返回的數(shù)據(jù)流存儲即得到一張帶有原EXIF信息的壓縮圖片。

「注意」上述方法只針對JPEG格式圖片，其他格式文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，方法可能無效。

責任編輯：武曉燕來源：沐雨花飛蝶