前言
随着现在实景地图的如火如荼建设，无人机等航拍测绘手段的不断升级，我们在获取全景照片或者正射影像，全景视频等数据上更加快速、便捷。由于无人机本身不进行相关数据的处理，比如全景地图的生成、视频的信息解析等。以全景照片为例，无人机作业时一般会在拍摄时自动记录GPS信息，拍照的坐标信息。通过自动获取图片的经纬度信息，可以快速对照片进行定位。而我们在旅游时，通常都会进行拍照，通过开启自动记录位置后，随时可以帮助我们生成旅游地图。而这些基本信息的获取，就离不开对文件元数据（metadata）的读取。
因此，本文将重点介绍如何使用Java编程语言结合metadata-extractor去自动获取全景图片的Exif信息，获取照片的拍摄坐标信息。
一、相关知识简介
1、Metadata 元数据
元数据（Matedata），又称中介数据、中继数据，为描述数据的数据（data about data），主要是描述数据属性（property）的信息。用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。元数据是关于据的组织、数据域及其关系的信息。
图片元数据（Metadata） 是嵌入到图片文件中的一些标签。比较像文件属性，但是种类繁多。对于数码图像，目前常见的研数据有EXIF, IPTC和XMP三种。
EXIF：通常被数码相机在拍摄照片时自动添加，比如相机型号、镜头、曝光、图片尺寸等信息
IPTF：比如图片标题、关键字、说明、作者、版权等信息。主要由人工在后期通过软件写入。
XMP：XMP实际上是一种元数据存储和管理的标准，可以将Exif，IPTC或其他的数据都按XMP统一的格式存放在图像文件中。
2、Exif 可交换图像文件信息
可交换图像文件(Exchangeable Image File，Exif)信息图像在拍摄时保留的相关参数：比如图像信息（厂商，分辨率等），相机拍摄记录（ISO，白平衡，饱和度，锐度等），缩略图（缩略图宽度，高度等），GPS（拍摄时的经度，纬度，高度）等，按照图像文件标准存储在图像头文件。一般使用支持图像读取的软件即可查看部分参数，但是图像如果修改，Exif信息可能丢失。
上图是一张带了坐标的JPG照片信息，在Windows中通过查看文件的详细信息，可以看到这张图片的Exif信息。
3、metadata-extractor 库
metadata-extractor 库是一个用于提取图片和视频的Exif信息的组件库。它主要提供的功能有：
更多的信息可以查看metadata-extractor 相关介绍
二、使用步骤
1、创建Maven项目，在Pom.xml中引入metadata-extractor
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.drewnoakes/metadata-extractor --><dependency><groupId>com.drewnoakes</groupId><artifactId>metadata-extractor</artifactId><version>2.18.0</version></dependency><dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.11</version><scope>test</scope></dependency>
2、Metadata信息获取
这里使用ImageMetadataReader统一获取元数据信息，针对Jpg、Png、Gif等还有针对性的类，JpegMetadataReader、PngMetadataReader、GifMetadataReader等。
Metadatametadata=ImageMetadataReader.readMetadata(file); for (Directorydirectory : metadata.getDirectories()) { for (Tagtag : directory.getTags()) { StringtagName=tag.getTagName(); //标签名Stringdesc=tag.getDescription(); //标签信息System.out.println(tagName+"==="+desc);//照片信息 } }
通过代码，正常输出可以看到以下的信息：
CompressionType===BaselineDataPrecision===8bitsImageHeight===4096pixelsImageWidth===8192pixelsNumberofComponents===3Component1===Ycomponent: Quantizationtable0, Samplingfactors2horiz/2vertComponent2===Cbcomponent: Quantizationtable1, Samplingfactors1horiz/1vertComponent3===Crcomponent: Quantizationtable1, Samplingfactors1horiz/1vertImageWidth===8192pixelsImageHeight===4096pixelsBitsPerSample===888bits/component/pixelImageDescription===defaultMake===HasselbladModel===L1D-20cOrientation===Top, leftside (Horizontal/normal) SamplesPerPixel===3samples/pixelXResolution===72dotsperinchYResolution===72dotsperinchResolutionUnit===InchSoftware===10.00.12.07Date/Time===2021:03:2114:13:31YCbCrPositioning===CenterofpixelarrayWindowsXPComment===0.9.142WindowsXPKeywords===panoExposureTime===1/200secF-Number===f/5.0ExposureProgram===ProgramnormalISOSpeedRatings===100ExifVersion===2.30Date/TimeOriginal===2021:03:2114:13:31Date/TimeDigitized===2021:03:2114:13:31ComponentsConfiguration===YCbCrExposureBiasValue===0.3EVMaxApertureValue===f/2.8MeteringMode===AverageWhiteBalance===DaylightFlash===FlashdidnotfireFocalLength===10.3mmMakernote===[19829values] FlashPixVersion===1.00ColorSpace===sRGBExifImageWidth===8192pixelsExifImageHeight===4096pixelsFileSource===DigitalStillCamera (DSC) SceneType===DirectlyphotographedimageExposureMode===AutoexposureWhiteBalanceMode===AutowhitebalanceDigitalZoomRatio===1SceneCaptureType===StandardGainControl===NoneContrast===NoneSaturation===NoneSharpness===NoneDeviceSettingDescription===0000BodySerialNumber===0K8TGB40121511LensSpecification===28mmf/2.8-11.0InteroperabilityIndex===RecommendedExifInteroperabilityRules (ExifR98) InteroperabilityVersion===1.00GPSVersionID===2.300GPSLatitudeRef===NGPSLatitude===28°14' 37.6"GPSLongitudeRef===EGPSLongitude===112°53' 24.86"GPSAltitudeRef===SealevelGPSAltitude===126metresImageWidth===192pixelsImageHeight===90pixelsCompression===JPEGXResolution===72dotsperinchYResolution===72dotsperinchResolutionUnit===InchThumbnailOffset===21114bytesThumbnailLength===18699bytesXMPValueCount===30NumberofTables===4HuffmantablesDetectedFileTypeName===JPEGDetectedFileTypeLongName===JointPhotographicExpertsGroupDetectedMIMEType===image/jpegExpectedFileNameExtension===jpgFileName===1.jpgFileSize===14057645bytesFileModifiedDate===星期二三月2320:14:37+08:002021
3、根据不同的Directory精确Tag提取，示例代码如下：
FilejpegFile=newFile(pathname); Metadatametadata=JpegMetadataReader.readMetadata(jpegFile); booleantype=metadata.containsDirectoryOfType(GpsDirectory.class); System.out.println(type); System.out.println(metadata.getDirectoryCount()); Iterable<Directory>it=metadata.getDirectories(); for(Directoryd : it) { System.out.println(d); Collection<Tag>tags=d.getTags(); for(Tagtag :tags) { System.out.println(tag.getTagName()+"==="+tag.getDescription()); } }
ImageWidth===849ImageHeight===504BitsPerSample===8ColorType===TrueColorCompressionType===DeflateFilterMethod===AdaptiveInterlaceMethod===NoInterlaceDetectedFileTypeName===PNGDetectedFileTypeLongName===PortableNetworkGraphicsDetectedMIMEType===image/pngExpectedFileNameExtension===pngFileName===111.pngFileSize===61265bytesFileModifiedDate===星期日十月0219:48:34+08:002022
4、经纬度提取
通过GpsDirectory来获取GeoLocation获取经坐标信息
System.out.println("开始读取gps信息..."); Collection<GpsDirectory>gpsDirectories=metadata.getDirectoriesOfType(GpsDirectory.class); for(GpsDirectorygps : gpsDirectories) { //获取图片的经纬度信息GeoLocationgeoLocation=gps.getGeoLocation(); System.out.println(geoLocation.getLongitude()); System.out.println(geoLocation.getLatitude()); System.out.println("********************************************************"); }
开始读取gps信息... 112.8902386944444528.243777055555558********************************************************GPSVersionID===2.300GPSLatitudeRef===NGPSLatitude===28°14' 37.6"GPSLongitudeRef===EGPSLongitude===112°53' 24.86"GPSAltitudeRef===SealevelGPSAltitude===126metres
将图片的点在地图上定位信息如上图所示
5、视频元数据提取
System.out.println("视频信息提取"); Filefile=newFile("E:/静园历史影像.mp4"); Metadatametadata=Mp4MetadataReader.readMetadata(file); for (Directorydirectory : metadata.getDirectories()) { for (Tagtag : directory.getTags()) { StringtagName=tag.getTagName(); //标签名Stringdesc=tag.getDescription(); //标签信息System.out.println(tagName+"==="+desc);//照片信息 } }
视频信息提取MajorBrand===MP4BaseMediav1 [IS014496-12:2003] MinorVersion===512CompatibleBrands===[MP4BaseMediav1 [IS014496-12:2003], MP4BaseMediav2 [ISO14496-12:2005], MP4Basew/AVCext [ISO14496-12:2005], MP4v1 [ISO14496-1:ch13]] CreationTime===FriJan0108:00:00CST1904ModificationTime===FriJan0108:00:00CST1904Duration===52608MediaTimeScale===1000DurationinSeconds===00:00:53TransformationMatrix===65536000655360001073741824PreferredRate===1PreferredVolume===1NextTrackID===3Rotation===0CreationTime===星期五一月0108:00:00+08:001904ModificationTime===星期五一月0108:00:00+08:001904ISO639-2LanguageCode===undOpcolor===000GraphicsMode===CopyCompressionType===H.264Width===1366pixelsHeight===768pixelsDepth===24-bitcolorHorizontalResolution===72VerticalResolution===72FrameRate===9.905CreationTime===星期五一月0108:00:00+08:001904ModificationTime===星期五一月0108:00:00+08:001904ISO639-2LanguageCode===undBalance===0Format===MPEG-4, AdvancedAudioCoding (AAC) NumberofChannels===2SampleSize===16SampleRate===48000FileName===静园历史影像.mp4FileSize===16800279bytesFileModifiedDate===星期六七月1623:16:24+08:002022
三、对Exif的中文解释
以上是参考了网友的博文，原文地址：Java获取图像Exif信息
官网对相关参数的定义见：metadata-extractor
四、总结
以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍了Metadata 元数据以及Exif 可交换图像文件信息的基本知识，介绍了 metadata-extractor的具体用法，展示了png图像元数据读取、GPS坐标识别和定位以及视频的元数据信息提取，而metadata-extractor提供了大量能使我们快速便捷地获取元数据的方法。
