Android中读取图片EXIF元数据之metadata-extractor的使用

一、引言及介绍

最近在开发中用到了metadata-extractor-xxx.jar 和 xmpcore-xxx.jar这个玩意， 索性查阅大量文章了解学习，来分享分享。本身工作也是经常和处理大图片打交道，摸索摸索也是多多益善。

首先介绍一下什么是EXIF，EXIF是 Exchangeable Image File 的缩写，这是一种专门为数码相机照片设定的格式。这种格式可以用来记录数字照片的属性信息，如相机的品牌及型号、相片的拍摄时间、拍摄时所设置的光圈大小、快门速度、ISO等信息。除此之外它还能够记录拍摄数据，以及图片格式化方式，这样就可以输出到兼容EXIF格式的外设上，如照片打印机等。

目前最常见的支持EXIF信息的图片格式是JPG，很多的图像工具都可以直接显示图片的EXIF信息，包括现在的一些著名的相册网站也提供页面用于显示照片的EXIF信息。本文介绍Java如何读取图像的EXIF信息，包括如何根据EXIF信息对图像进行调整以便适合用户浏览。

用BufferedImage类来读的时候，过大的图片时常会抛出OutOfMemoryException异常，挺蛋疼的。

BufferedImage image = ImageIO.read(File file);

目前最简单易用的EXIF信息处理的Java包是 Drew Noakes 写的 metadata-extractor。这是一个能够从图像文件中读取元数据（Exif, IPTC, XMP, ICC等）的简单的Java库，使用简单：

Metadata metadata = ImageMetadataReader.readMetadata(imagePath);

该库能了解多种格式的元数据，其中许多可以存在于单个图像：
Exif、IPTC、XMP、JFIF / JFXX、ICC Profiles、Photoshop fields、PNG properties、BMP properties、GIF properties

它能处理类型的文件：JPEG、TIFF、PSD、PNG、BMP、GIF、Camera Raw (NEF/CR2/ORF/ARW/RW2/...)

注：并不是每个JPG图像文件都包含有EXIF信息，你可以在Windows资源管理器单击选中图片后，如果该图片包含EXIF信息，则在窗口状态栏会显示出相机的型号。

二、示例代码及描述

下面我们给出一些代码将含有EXIF的图片信息全部打印出来。

示例1）：

import java.io.File;
    import java.util.Iterator;
     
    import com.drew.imaging.jpeg.JpegMetadataReader;
    import com.drew.metadata.Directory;
    import com.drew.metadata.Metadata;
    import com.drew.metadata.Tag;
    import com.drew.metadata.exif.ExifDirectory;
     
    /**
     * 读取图片的EXIF信息
     */
    public class ExifTest {
        
         public static void main(String[] args) throws Exception {
             
             //包含EXIF信息的图片地址
             File jpegFile = new File("D:\\XXXX\\XXXX\\XXXX.JPG");
             
             Metadata metadata = JpegMetadataReader.readMetadata(jpegFile);
             
             Directory exif = metadata.getDirectory(ExifDirectory.class);
             
             Iterator tags = exif.getTagIterator();
             
             while (tags.hasNext()) {
                 
                 Tag tag = (Tag)tags.next();
                 
                 System.out.println(tag);
                 
             }
         }
    }

示例2：）

public static void main(String[] args) throws Exception {

        File mFile = new File("F:/XXX.JPG");
        Metadata metadata = ImageMetadataReader.readMetadata(mFile);
        for (Directory directory : metadata.getDirectories()) {

            if("ExifSubIFDDirectory".equalsIgnoreCase( directory.getClass().getSimpleName() )){

                //光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径
                System.out.println("光圈值: f/" + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_FNUMBER) );

                System.out.println("曝光时间: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_EXPOSURE_TIME)+ "秒" );
                System.out.println("ISO速度: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_ISO_EQUIVALENT) );
                System.out.println("焦距: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_FOCAL_LENGTH) + "毫米" );

                System.out.println("拍照时间: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_DATETIME_ORIGINAL) );
                System.out.println("宽: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_EXIF_IMAGE_WIDTH) );
                System.out.println("高: " + directory.getString(ExifSubIFDDirectory.TAG_EXIF_IMAGE_HEIGHT) );

            }

            if("ExifIFD0Directory".equalsIgnoreCase( directory.getClass().getSimpleName() )){
                System.out.println("照相机制造商: " + directory.getString(ExifIFD0Directory.TAG_MAKE) );
                System.out.println("照相机型号: " + directory.getString(ExifIFD0Directory.TAG_MODEL) );
                System.out.println("水平分辨率: " + directory.getString(ExifIFD0Directory.TAG_X_RESOLUTION) );
                System.out.println("垂直分辨率: " + directory.getString(ExifIFD0Directory.TAG_Y_RESOLUTION) );
            }
        }
    }

示例3）：

File mFilePath="C://XXX.jpg";

    Metadata metadata = com.drew.imaging.jpeg.JpegMetadataReader.readMetadata(mFilePath);

    JpegDirectory jd = (JpegDirectory)metadata.getDirectory(JpegDirectory.class);
    System.out.println("------------" + jd.getImageHeight()); //图片的高
    System.out.println("------------" + jd.getImageWidth());  //图片的宽
    
    //由于只是读取图片的头信息,所以无论多大的图片都能读取,而且速度很快.

从执行的中可以看到照片的详细拍摄时间，拍摄用的相机型号，曝光时间，光圈值，焦距，ISO值 等等。

你也可以直接指定读取其中任意参数的值，ExifDirectory 类中定义了很多以 TAG_ 开头的整数常量，这些常量代表特定的一个参数值，例如要读取相机的型号，可以用下面代码来获取。

Metadata metadata = JpegMetadataReader.readMetadata(jpegFile);
        
Directory exif = metadata.getDirectory(ExifDirectory.class);
        
String model = exif.getString(ExifDirectory.TAG_MODEL);

上述提到的是如何获取照片的EXIF信息，其中包含一个很重要的信息就是——拍摄方向。例如所用的图片拍摄方向是：Orientation - Top, left side (Horizontal / normal)。我们在拍照的时候经常会根据场景的不同来选择相机的方向，例如拍摄一颗高树，我们会把相机竖着拍摄，使景物刚好适合整个取景框，但是这样得到的图片如果用普通的图片浏览器看便是倒着的，需要调整角度才能得到一个正常的图像。

通过读取图片的EXIF信息，可以得到关于拍摄方向的这样一个结果：Orientation - Left side, bottom (Rotate 270 CW)。

而直接读取 ExitDirectory.TAG_ORIENTATION 标签的值是8。

来看下这个项目是如何来定义这些返回值的，打开源码包中的ExifDescriptor类的getOrientationDescription()，该方法代码如下：

public String getOrientationDescription() throws MetadataException{
        
        if (!_directory.containsTag(ExifDirectory.TAG_ORIENTATION)) return null;
        
        int orientation = _directory.getInt(ExifDirectory.TAG_ORIENTATION);
        
        switch (orientation) {
            
            case 1: return "Top, left side (Horizontal / normal)";
            case 2: return "Top, right side (Mirror horizontal)";
            case 3: return "Bottom, right side (Rotate 180)";
            case 4: return "Bottom, left side (Mirror vertical)";
            case 5: return "Left side, top (Mirror horizontal and rotate 270 CW)";
            case 6: return "Right side, top (Rotate 90 CW)";
            case 7: return "Right side, bottom (Mirror horizontal and rotate 90 CW)";
            case 8: return "Left side, bottom (Rotate 270 CW)";
            default:
                return String.valueOf(orientation);
        }
    }

从这个方法可以清楚看到各个返回值的意思，如此我们便可以根据实际的返回值来对图像进行旋转或者是镜像处理了。

下面给出代码用以旋转图片，其他的关于图片的镜像等处理读者可以依此类推：

String mPath = "D:\\XXX.JPG";
    
    File img = new File(mPath);
    BufferedImage old_img = (BufferedImage)ImageIO.read(img);  
    int w = old_img.getWidth();
    int h = old_img.getHeight();
     
    BufferedImage new_img = new BufferedImage(h,w,BufferedImage.TYPE_INT_BGR);      
    Graphics2D g2d =new_img.createGraphics();
          
    AffineTransform origXform = g2d.getTransform();
    AffineTransform newXform = (AffineTransform)(origXform.clone());
    // center of rotation is center of the panel
    
    double xRot = w/2.0;
    newXform.rotate(Math.toRadians(270.0), xRot, xRot); //旋转270度
     
    g2d.setTransform(newXform); 
    // draw image centered in panel
    g2d.drawImage(old_img, 0, 0, null);
    // Reset to Original
    g2d.setTransform(origXform);
    
    //写到新的文件
    FileOutputStream out = new FileOutputStream("D:\\XXX2.jpg");
    try{
        ImageIO.write(new_img, "JPG", out);
    }finally{
        out.close();
    }

注：利用上面的代码旋转照片后，原有照片包含的EXIF信息就不存在了。关于该问题需要在照片旋转之前先把EXIF信息读出，然后再在旋转后写入新的照片中，可以使用 MediaUtil 包来写EXIF信息到图片文件中，关于这个包的使用可参考最后的链接。

照片的镜面翻转可以直接利用Graphic2D 的 drawImage 方法来实现：

public abstract boolean drawImage(Image img,
            int dx1,int dy1,
            int dx2,int dy2,
            int sx1,int sy1,
            int sx2,int sy2,
            ImageObserver observer);

三、补充说明

解释部分参数的实际含义：

     Make 生产者 指产品生产厂家

    Model 型号 指设备型号

    Orientation  方向 有的相机支持，有的不支持

    X Resolution/Y Resolution X/Y方向分辨率 本栏目已有专门条目解释此问题

    ResolutionUnit  分辨率单位 一般为PPI

    Software  软件 显示固件Firmware版本

    DateTime  日期和时间

    YCbCrPositioning  色相定位

    ExifOffsetExif  信息位置，定义Exif在信息在文件中的写入，有些软件不显示。

    ExposureTime 曝光时间 即快门速度

    FNumber  光圈系数

    ISO speed ratings  感光度

    ExifVersionExif  版本

    DateTimeOriginal  创建时间

    DateTimeDigitized  数字化时间

    ComponentsConfiguration  图像构造（多指色彩组合方案）

    CompressedBitsPerPixel(BPP)  压缩时每像素色彩位 指压缩程度

    ExposureBiasValue  曝光补偿。

    MaxApertureValue  最大光圈

    MeteringMode  测光方式， 平均式测光、中央重点测光、点测光等。

    Lightsource  光源 指白平衡设置

    Flash  是否使用闪光灯。

    FocalLength  焦距，一般显示镜头物理焦距，有些软件可以定义一个系数，显示相当于35mm相机的焦距 MakerNote(User Comment)作者标记、说明、记录

    FlashPixVersionFlashPix  版本 （个别机型支持）

    ColorSpace 色域、色彩空间

    ExifImageWidth(Pixel X Dimension)  图像宽度 指横向像素数

    ExifImageLength(Pixel Y Dimension)  图像高度 指纵向像素数

四、参考资料及资源下载

项目的最新版本及其源码下载：

GitHub主页：https://github.com/drewnoakes/metadata-extractor

http://www.drewnoakes.com/code/exif/ 

MediaUtil   http://mediachest.sourceforge.net/mediautil/