利用JPEG文件中的EXIF信息调整照片方向
利用JPEG文件中的EXIF信息调整照片方向
问题起源：竖屏应用的预览图像和拍摄的照片均旋转了90度
这个问题的原因是，在Android系统中定义了相机传感器方向，这个方向默认为：当你面对屏幕时，横置手机，如果摄像头靠近上方，那么此时即默认方向。当竖立手机，且前置、后置摄像头都在上方时，前置摄像头的旋转角度为270，后置旋转角度为90。
怎样应对
该问题影响两个方面：
- 相机的预览画面方向
- 拍摄的照片存储方向
对于预览方向，可以通过 CameraInfo.orientation 参数来获得前文所说的旋转角度，再通过 Camera.setDisplayOrientation(int degree) 方法来设置预览角度即可；
而对于存储方向，情况就复杂一些。设置旋转角度的方法如下：
Camera.Parameters parameters;
parameters.setRotation(rotation);
mCamera.setParameters(parameters);
但在这个操作之后，不同手机的处理是不同的。有些手机会直接将照片旋转指定的角度，但照片文件中的 EXIF信息中的 orientation 不变（即仍为0）；有些手机会只将 EXIF 信息中的 orientation 保存为相应的角度，但不操作照片方向。
因此，我们需要读取照片（JPEG 文件）中的 EXIF 信息，根据其 orientation 来旋转 Bitmap。在 Android 中，有 ExifInterface 类来获取文件的 EXIF 信息，但该接口只支持用文件来实例化，如下：
ExifInterface exif = null;
try {
exif = new ExifInterface(filepath);
} catch (IOException ex) {
Log.e(TAG, "cannot read exif", ex);
}
if (exif != null) {
int orientation = exif.getAttributeInt(
ExifInterface.TAG_ORIENTATION, -1);
}
而相机的 takePicture(shutter, raw, jpeg) 方法回调的 PictureCallback 中，onPictureTaken(final byte[] data, Camera camera) 方法得到的是相片的 byte[] 形式，是否能直接从中读取我们需要的 orientation 信息呢？
其实，在 Android 4.1.1 的 Camera 源码中，就已经实现了一个非常简洁的方法，如下：
// Returns the degrees in clockwise. Values are 0, 90, 180, or 270.
public static int getOrientation(byte[] jpeg) {
if (jpeg == null) {
return 0;
}
int offset = 0;
int length = 0;
// ISO/IEC 10918-1:1993(E)
while (offset + 3 < jpeg.length && (jpeg[offset++] & 0xFF) == 0xFF) {
int marker = jpeg[offset] & 0xFF;
// Check if the marker is a padding.
if (marker == 0xFF) {
continue;
}
offset++;
// Check if the marker is SOI or TEM.
if (marker == 0xD8 || marker == 0x01) {
continue;
}
// Check if the marker is EOI or SOS.
if (marker == 0xD9 || marker == 0xDA) {
break;
}
// Get the length and check if it is reasonable.
length = pack(jpeg, offset, 2, false);
if (length < 2 || offset + length > jpeg.length) {
Log.e(TAG, "Invalid length");
return 0;
}
// Break if the marker is EXIF in APP1.
if (marker == 0xE1 && length >= 8 &&
pack(jpeg, offset + 2, 4, false) == 0x45786966 &&
pack(jpeg, offset + 6, 2, false) == 0) {
offset += 8;
length -= 8;
break;
}
// Skip other markers.
offset += length;
length = 0;
}
// JEITA CP-3451 Exif Version 2.2
if (length > 8) {
// Identify the byte order.
int tag = pack(jpeg, offset, 4, false);
if (tag != 0x49492A00 && tag != 0x4D4D002A) {
Log.e(TAG, "Invalid byte order");
return 0;
}
boolean littleEndian = (tag == 0x49492A00);
// Get the offset and check if it is reasonable.
int count = pack(jpeg, offset + 4, 4, littleEndian) + 2;
if (count < 10 || count > length) {
Log.e(TAG, "Invalid offset");
return 0;
}
offset += count;
length -= count;
// Get the count and go through all the elements.
count = pack(jpeg, offset - 2, 2, littleEndian);
while (count-- > 0 && length >= 12) {
// Get the tag and check if it is orientation.
tag = pack(jpeg, offset, 2, littleEndian);
if (tag == 0x0112) {
// We do not really care about type and count, do we?
int orientation = pack(jpeg, offset + 8, 2, littleEndian);
switch (orientation) {
case 1:
return 0;
case 3:
return 180;
case 6:
return 90;
case 8:
return 270;
}
Log.i(TAG, "Unsupported orientation");
return 0;
}
offset += 12;
length -= 12;
}
}
Log.i(TAG, "Orientation not found");
return 0;
}
private static int pack(byte[] bytes, int offset, int length,
boolean littleEndian) {
int step = 1;
if (littleEndian) {
offset += length - 1;
step = -1;
}
int value = 0;
while (length-- > 0) {
value = (value << 8) | (bytes[offset] & 0xFF);
offset += step;
}
return value;
}
取得照片的方向信息之后，只要再通过 Bitmap 操作即可得到正确方向的图片了：
public static Bitmap rotateBitmap(Bitmap bm, float degree) {
Matrix matrix = new Matrix();
matrix.reset();
matrix.setRotate(degree);
Bitmap temp = Bitmap.createBitmap(bm, 0, 0, bm.getWidth(), bm.getHeight(), matrix, true);
return temp;
}
关于 EXIF 信息的格式
JPEG 文件中的 EXIF 信息一般包括图像、相机和缩略图等信息。EXIF 文件格式基本上与 JPEG 文件格式一致，因此加入 EXIF 信息并不影响 JPEG 文件的查看。
JPEG 文件中有一些形如 0xFF** 这样的数据，它们被称为“标志（Marker）”，它表示 JPEG 信息数据段。例如 0xFFD8 代表 SOI(Start of image), 0xFFD9 代表 EOI(End of image)。这两个标志是特例，因为它们之后不跟数据。而一般的标志格式如下：
0xFF+Marker Number(1 byte)+Data size(2 bytes)+Data(n bytes)
标志 0xFFE0~0xFFEF 被称为 "Application Marker"，它们不是解码 JPEG 文件必须的，可以被用来存储配置信息等。EXIF 也是利用这个标志段来插入信息的，具体来说，是 APP1(0xFFE1) Marker。所有的 EXIF 信息都存储在该数据段。我们可以跟据具体的数据结构来解析出需要的信息，比如方向。详细的数据结构，请查看参考1的文章。
参考：
-
https://www.media.mit.edu/pia/Research/deepview/exif.html
-
http://stackoverflow.com/questions/5468098/reading-exif-data-from-byte-array-in-android
