照片查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

薄建杰 扈桂讓

(山西省地震局，山西 太原 030021)

0 引言

隨著當(dāng)今信息社會(huì)各領(lǐng)域的技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息爆炸方式的迅猛增長(zhǎng)，種類不斷的增加，除了文本、數(shù)字、圖片外，數(shù)碼照片作為真相記錄、應(yīng)征已成為不可或缺的重要信息形式之一。數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)照相功能的便捷使數(shù)碼相片趨于海量數(shù)據(jù)成為現(xiàn)實(shí)，有時(shí)一次重大地震現(xiàn)場(chǎng)科考照片匯集就多達(dá)上萬張，甚至更多，要從眾多照片中找到所需要的照片較為困難，人工一個(gè)一個(gè)的進(jìn)行查找，這種方式效率十分低下?？焖贉?zhǔn)確的數(shù)碼相片查詢系統(tǒng)，已成為工作信息提取的必要元素，是信息發(fā)布應(yīng)用的前提，也是當(dāng)前亟待解決的問題[1-6]。

現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片就是一種EXIF信息形式，我們通常把英文Exchangeable Image File簡(jiǎn)稱為EXIF，手機(jī)拍攝功能更是提供了定位、編輯注釋等功能，有了這些信息,建立數(shù)據(jù)庫存放此類信息及對(duì)應(yīng)照片存放地址，從而確立唯一的檢索關(guān)系。通過設(shè)計(jì)一個(gè)查詢界面即可使用戶依據(jù)查詢條件快速找到所需要的內(nèi)容了[7,8]。

1 系統(tǒng)功能需求分析

本系統(tǒng)主要功能需求是：1)提取及解讀EXIF信息中服務(wù)于工作的常用照片信息參數(shù)；2)建立EXIF信息數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)EXIF信息及對(duì)應(yīng)照片地址；3)建立查詢系統(tǒng)。通過一個(gè)查詢界面，依據(jù)查詢條件，查詢(讀取)指定文件下的所有照片，找到照片后，顯示其EXIF信息并在指定區(qū)域顯示所找到的照片。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為B/S三層式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)層為提取出來的EXIF信息庫，以SQL Server開發(fā)，業(yè)務(wù)邏輯層為圖片處理類，表示層為照片信息查詢端。其中邏輯層圖片處理類和表示層頁面查詢端均采用java語言開發(fā)，查詢端采用C#語言開發(fā)，系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境為IIS6.0。

創(chuàng)建及開發(fā)數(shù)據(jù)庫：我們要?jiǎng)?chuàng)建exifform表，這個(gè)可以依據(jù)Access數(shù)據(jù)庫db.mdb。提取出的EXIF信息可以保存成文本文件存放于對(duì)應(yīng)目錄中，也可以采用數(shù)據(jù)庫jdbe—odbc橋?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的連接查找。

數(shù)據(jù)庫連接采用靜態(tài)方法加載驅(qū)動(dòng)程序，如使用Java Class類中的forName：連接數(shù)據(jù)庫使用Class．forName("sun．jdbc．odbc．JdbcOdbcDriver")l，需要強(qiáng)調(diào)的是要用Connec—tion(java．Sql下屬的)類聲明一個(gè)對(duì)象，再用靜態(tài)方法getConnection創(chuàng)建這個(gè)連接，創(chuàng)建前需要類DriverManager調(diào)用；然后通過Statement對(duì)象并調(diào)用Statement來傳送并執(zhí)行。

在做查詢界面前，依據(jù)EXIF信息字段及數(shù)據(jù)屬性建立數(shù)據(jù)庫及表結(jié)構(gòu)，選擇出災(zāi)情調(diào)查、上報(bào)及科考時(shí)常用的要查詢字段，如時(shí)間、位置(即全球定位系統(tǒng)GPS)、圖像工具、作者等，然后實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫查詢并返回顯示的功能。數(shù)據(jù)庫主要字段設(shè)置見表1。

表1 數(shù)據(jù)庫主要字段設(shè)置

3 EXIF信息處理模塊功能的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)利用數(shù)碼照片提供的EXIF信息為基礎(chǔ)，對(duì)照片信息逐個(gè)讀取并解析。

EXIF實(shí)際上是一種圖象文件格式，類似JPEG圖片存儲(chǔ)格式。EXIF格式優(yōu)勢(shì)就在JPEG格式頭部插入了數(shù)碼照片的信息，通常以字符串“0xFFD8”作為EXIF標(biāo)識(shí)的JPEG文件頭，而字符串“0xFFD9”作為文件尾。把拍攝時(shí)的快門、焦距、光圈、ISO、白平衡、日期時(shí)間等各種拍攝條件以及相機(jī)型號(hào)、品牌、拍攝時(shí)錄制的聲音、色彩編碼以及縮略圖、全球定位系統(tǒng)(GPS)等在文件頭中以一系列“0xFF??”格式的字符串表示。可以看出，按照EXIF2.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些標(biāo)識(shí)符的定義，可以利用任何可以查看JPEG文件的看圖軟件瀏覽EXIF格式的照片，檢索出它們的具體含義。

我們基于java處理EXIF信息，通過類庫Metadata Extractor來直接讀取照片(圖片)元數(shù)據(jù)。

也可以采用抽象類，例如圖片處理的基類ImageRender(歸屬于SimpleImage)，它通過一個(gè)抽象方法render()定義一個(gè)抽象類，同時(shí)可以引用ImageRender類。ReadRender是所有渲染操作的第一步，它不是一個(gè)裝飾者，而是可以理解成一個(gè)組件，但是其他的子類WriterRender(輸出)，ScaleRender(縮略處理)均是裝飾者。調(diào)用最外層的render()方法是通過WriteRender包裹ScaleRender，然后ScaleRender包裹ReadRender，ReadRender需要引入一個(gè)輸入流，這樣處理圖像，層層進(jìn)入。我們可以看到ReadRender首先讀取圖片數(shù)據(jù)，通過ScaleRender執(zhí)行圖片縮略，WriteReneder把處理好的圖片數(shù)據(jù)寫入輸出流中，完成圖片信息操作。

對(duì)應(yīng)信息如表2所示。

表2 EXIF信息對(duì)應(yīng)表

EXIF信息提取及保存模塊實(shí)現(xiàn)：解析EXIF信息，一般用到的Java包是metadata-extractor，這個(gè)jar提供了支持獲取擴(kuò)展信息的功能。將照片上傳到WEB服務(wù)器指定的文件夾下，提取EXIF信息代碼主要為：

public class Test1 {

public static void main(String[] args){

File tufilename = new File("F:/圖片定位/DCIM/P20130116_125539.jpg");

Metadata metadata;

try {

metadata = JpegMetadataReader.readMetadata(tufilename);

Directory exif = metadata.getDirectory(ExifDirectory.class);

Iterator biaozhi1 = exif.getTagIterator();

while (biaozhi1.hasNext()) {

Tag tag = (Tag)biaozhi1.next();

System.out.println(tag);

}

Directory jpeg = metadata.getDirectory(JpegDirectory.class);

Iterator biaozhi2 = jpeg.getTagIterator();

while (biaozhi2.hasNext()) {

Tag tag = (Tag)biaozhi2.next();

System.out.println(tag);

}

Directory gps = metadata.getDirectory(GpsDirectory.class);

Iterator biaozhi3 = gps.getTagIterator();

while (biaozhi3.hasNext()) {

Tag tag = (Tag)biaozhi3.next();

System.out.println(tag);

}

} catch (JpegProcessingException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

EXIF信息入庫代碼如下:

public class DbUtil {

private static Connection conn;

private static PreparedStatement ps;

private static ResultSet rs;

private static String odbc_url= "jdbc:odbc:Driver={MicroSoft Access Driver (*.mdb)};DBQ=d:workdb.mdb";

private static String odbc_url= "jdbc:odbc:my_oracle_ODBC";

static{

try {

Map map = new HashMap();

odbc_driver = map.get("odbc_driver");

odbc_url = map.get("odbc_url");

Class.forName(odbc_driver);

} catch (ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

定義一個(gè)Servlet監(jiān)聽器，并在Web.xml中配置，這樣在WEB服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)EXIF信息導(dǎo)入任務(wù)。

在Web.xml中的配置

com.wincpt.exif.TaskInit

Servlet監(jiān)聽器的代碼如下：

public class TaskInit implements ServletContextListener {

private Timer importTimer;

private long pireod = 24 * 60 * 60 * 1000;

public TaskInit() {

importTimer = new Timer();

}

public void contextInitialized(ServletContextEvent arg0) {

// 初次執(zhí)行時(shí)間為明天0點(diǎn)5分，周期為24小時(shí)

Calendar mingtian = Calendar.getInstance();

mingtian.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,

mingtian.get(Calendar.DAY_OF_MONTH) + 1);

mingtian.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 0);

mingtian.set(Calendar.MINUTE, 5);

mingtian.set(Calendar.SECOND, 0);

importTimer.schedule(new ExifImportTask(), mingtian.getTime(), pireod);

}

public void contextDestroyed(ServletContextEvent arg0) {

importTimer.cancel();

}

4 查詢界面設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

查詢界面設(shè)置經(jīng)常查詢的關(guān)鍵選項(xiàng)，如時(shí)間、作者、位置、圖像描述或來源等，提交數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)對(duì)查詢字段進(jìn)行查詢處理，查詢顯示符合條件的照片信息及縮略圖，幫助更精確的鎖定所需照片。查詢代碼如下：

public class CustomQueryAction extends DispatchAction {

public ActionForward choose(ActionMapping mapping, ActionForm form,

HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {

String sql="select ";

List displayList = new ArrayList();

HttpSession session = request.getSession();

session.setAttribute("postList", null);//每次查詢前清空

String[] checked = request.getParameterValues("checkbox");

for(int i=0;i

sql += checked[i]+",";

displayList.add(checked[i]);

}

sql =sql.substring(0, sql.length()-1)+" from V_Employee where 1=1";//從視圖中查詢數(shù)據(jù)

System.out.println(sql);

session.setAttribute("querySql", sql);//存入session，方便根據(jù)不同條件再查詢

StaffRepolyDaoImpl staff=new StaffRepolyDaoImpl();

List postList = staff.postExecuteQuery();

session.setAttribute("postList", postList);//查詢結(jié)果

session.setAttribute("display", displayList);//自定義查詢的屬性

System.out.println(displayList.size());

return mapping.findForward("query");

}

}

5 結(jié)語

本文較全面地介紹了基于Java庫提供的metadata-extractor類解析EXIF信息并提取入庫，為照片的快速查找建立了便捷途徑。符合條件的照片也可一一羅列，在預(yù)覽框及EXIF參數(shù)列表里顯示區(qū)別，比起一般的EXIF信息查看器，本系統(tǒng)不僅解決了照片按時(shí)間或按指定屬性分類入庫的存儲(chǔ)問題，還解決了海量照片的管理及信息提取問題，為防震減災(zāi)野外科考研究提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[8] 黎 曜.基于EXIF的圖片信息采集管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2012(9)：135-136.