如何根据方向元数据旋转JPEG图像？

Question

我有一些服务器代码在上传图像时生成缩略图。 问题在于，当拍摄图像并旋转相机/设备时，即使在任何图像查看软件中以正确的方向显示全尺寸图像本身，也会旋转缩略图。 这只发生在jpgs上。

在OSX上使用Preview，我可以看到jpgs中嵌入了方向元数据。 当我使用ImageTools（Grails插件）生成缩略图时，EXIF元数据不在缩略图中，这就是缩略图显示为旋转的原因。

通过离线对话，我了解到虽然读取EXIF元数据相对容易，但没有简单的方法来编写它，这就是生成jpg缩略图时数据丢失的原因。

所以看来我有两个选择：

1. 使用ImageMagick生成缩略图。 缺点是它需要在我们的服务器上安装更多软件。
2. 阅读EXIF Orientation数据是代码并适当旋转缩略图。

有没有人知道其他任何选择？

Answer 1

如果您想旋转图片，我建议您使用元数据提取器库http://code.google.com/p/metadata-extractor/ 。 您可以使用以下代码获取图像信息：

// Inner class containing image information
public static class ImageInformation {
    public final int orientation;
    public final int width;
    public final int height;

    public ImageInformation(int orientation, int width, int height) {
        this.orientation = orientation;
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public String toString() {
        return String.format("%dx%d,%d", this.width, this.height, this.orientation);
    }
}


public static ImageInformation readImageInformation(File imageFile)  throws IOException, MetadataException, ImageProcessingException {
    Metadata metadata = ImageMetadataReader.readMetadata(imageFile);
    Directory directory = metadata.getFirstDirectoryOfType(ExifIFD0Directory.class);
    JpegDirectory jpegDirectory = metadata.getFirstDirectoryOfType(JpegDirectory.class);

    int orientation = 1;
    try {
        orientation = directory.getInt(ExifIFD0Directory.TAG_ORIENTATION);
    } catch (MetadataException me) {
        logger.warn("Could not get orientation");
    }
    int width = jpegDirectory.getImageWidth();
    int height = jpegDirectory.getImageHeight();

    return new ImageInformation(orientation, width, height);
}

然后，根据您检索的方向，您可以将图像旋转和/或翻转到正确的方向。 EXIF方向的仿射变换由以下方法给出：

// Look at http://chunter.tistory.com/143 for information
public static AffineTransform getExifTransformation(ImageInformation info) {

    AffineTransform t = new AffineTransform();

    switch (info.orientation) {
    case 1:
        break;
    case 2: // Flip X
        t.scale(-1.0, 1.0);
        t.translate(-info.width, 0);
        break;
    case 3: // PI rotation 
        t.translate(info.width, info.height);
        t.rotate(Math.PI);
        break;
    case 4: // Flip Y
        t.scale(1.0, -1.0);
        t.translate(0, -info.height);
        break;
    case 5: // - PI/2 and Flip X
        t.rotate(-Math.PI / 2);
        t.scale(-1.0, 1.0);
        break;
    case 6: // -PI/2 and -width
        t.translate(info.height, 0);
        t.rotate(Math.PI / 2);
        break;
    case 7: // PI/2 and Flip
        t.scale(-1.0, 1.0);
        t.translate(-info.height, 0);
        t.translate(0, info.width);
        t.rotate(  3 * Math.PI / 2);
        break;
    case 8: // PI / 2
        t.translate(0, info.width);
        t.rotate(  3 * Math.PI / 2);
        break;
    }

    return t;
}

图像的旋转将通过以下方法完成：

public static BufferedImage transformImage(BufferedImage image, AffineTransform transform) throws Exception {

    AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC);

    BufferedImage destinationImage = op.createCompatibleDestImage(image, (image.getType() == BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY) ? image.getColorModel() : null );
    Graphics2D g = destinationImage.createGraphics();
    g.setBackground(Color.WHITE);
    g.clearRect(0, 0, destinationImage.getWidth(), destinationImage.getHeight());
    destinationImage = op.filter(image, destinationImage);
    return destinationImage;
}

在服务器环境中，不要忘记使用-Djava.awt.headless=true运行

Answer 2

Thumbnailator库尊重EXIF方向标志。 要以正确的方向读取完整尺寸的图像：

BufferedImage image = Thumbnails.of(inputStream).scale(1).asBufferedImage();

Answer 3

通过使用JavaXT核心库的图像部分，可以非常轻松地完成此操作：

// Browsers today can't handle images with Exif Orientation tag
Image image = new Image(uploadedFilename);
// Auto-rotate based on Exif Orientation tag, and remove all Exif tags
image.rotate(); 
image.saveAs(permanentFilename);

而已！

我已经尝试过Apache Commons Imaging，但那是一团糟。 JavaXT更优雅。

Answer 4

由于其中的专有内容，Exif似乎很难写。 但是，您可以考虑另一种选择

读取原始但只能将方向标记写入缩略图。

Apache Sanselan似乎拥有很好的工具集合。

http://commons.apache.org/proper/commons-imaging/

例如，查看ExifRewriter类。

Answer 5

如果你只是想让它看起来正确。 您可以根据需要添加“旋转”-PI / 2（-90度），PI / 2（90度）或PI（+180度），具体取决于您已经提取的“方向”。 浏览器或任何其他程序将正确显示图像，因为将应用方向并从缩略图输出中删除元数据。

Answer 6

正如前面评论中提到的dnault ， Thumbnaliator库解决了这个问题。 但是你应该使用正确的输入/输出格式来避免这种自动旋转的颜色变化。

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(file.getContents());
Thumbnails.of(in)
    .scale(1)
    .toOutputStream(baos);
byte[] bytes = baos.toByteArray();

Answer 7

我的解决方案是@ PerLindberg的答案以及@AntoineMartin的组合。 我在Windows 10上尝试使用Java 8的其他答案，似乎没有人能做到这一点。 @AntoinMartin的com.drew.imaging解决方案很慢，图像变成黑白色，充满了文物。 @ PerLindberg的JavaXT解决方案没有读取Exif 2.2数据。

1）使用com.drew.imaging读取exif信息：

// Inner class containing image information
public static class ImageInformation {
    public final int orientation;
    public final int width;
    public final int height;

    public ImageInformation(int orientation, int width, int height) {
        this.orientation = orientation;
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public String toString() {
        return String.format("%dx%d,%d", this.width, this.height, this.orientation);
    }
}

public ImageInformation readImageInformation(File imageFile)  throws IOException, MetadataException, ImageProcessingException {
    Metadata metadata = ImageMetadataReader.readMetadata(imageFile);
    Directory directory = metadata.getFirstDirectoryOfType(ExifIFD0Directory.class);
    JpegDirectory jpegDirectory = metadata.getFirstDirectoryOfType(JpegDirectory.class);

    int orientation = 1;
    if (directory != null) {
        try {
            orientation = directory.getInt(ExifIFD0Directory.TAG_ORIENTATION);
        } catch (MetadataException me) {
            logger.warn("Could not get orientation");
        }
        int width = jpegDirectory.getImageWidth();
        int height = jpegDirectory.getImageHeight();

        return new ImageInformation(orientation, width, height);
    } else {
        return null;
    }
}

2）使用JavaXT基于Exif数据执行旋转。

public void rotateMyImage(String imageDownloadFilenme);
    File imageDownloadFile =  new File(imgageDownloadFilenme);
    Image image = new Image(imgageDownloadFilenme);
    ImageInformation imageInformation = readImageInformation(imageDownloadFile);
    if (imageInformation != null) {
        rotate(imageInformation, image);
    }
    image.saveAs(imgageDownloadFilenme);
}

public void rotate(ImageInformation info, Image image) {

    switch(info.orientation) {
        case 1:
            return;
        case 2:
            image.flip();
            break;
        case 3:
            image.rotate(180.0D);
            break;
        case 4:
            image.flip();
            image.rotate(180.0D);
            break;
        case 5:
            image.flip();
            image.rotate(270.0D);
            break;
        case 6:
            image.rotate(90.0D);
            break;
        case 7:
            image.flip();
            image.rotate(90.0D);
            break;
        case 8:
            image.rotate(270.0D);
    }

}

Answer 8

基于Antoine Martin的答案，我创建了一个自己的类，用于根据图像的exif信息校正给定jpeg图像的方向（在我的情况下作为输入流）。 有了他的解决方案我遇到了问题，结果图像的颜色是错误的，因此我创建了这个。 为了检索图像的元数据，我使用了元数据提取器库。

我希望它会帮助一些人。

public class ImageOrientationUtil {

/**
 * Checks the orientation of the image and corrects it if necessary.
 * <p>If the orientation of the image does not need to be corrected, no operation will be performed.</p>
 * @param inputStream
 * @return
 * @throws ImageProcessingException
 * @throws IOException
 * @throws MetadataException
 */
public static BufferedImage correctOrientation(InputStream inputStream) throws ImageProcessingException, IOException, MetadataException {
    Metadata metadata = ImageMetadataReader.readMetadata(inputStream);
    if(metadata != null) {
        if(metadata.containsDirectoryOfType(ExifIFD0Directory.class)) {
            // Get the current orientation of the image
            Directory directory = metadata.getFirstDirectoryOfType(ExifIFD0Directory.class);
            int orientation = directory.getInt(ExifIFD0Directory.TAG_ORIENTATION);

            // Create a buffered image from the input stream
            BufferedImage bimg = ImageIO.read(inputStream);


            // Get the current width and height of the image
            int[] imageSize = {bimg.getWidth(), bimg.getHeight()};
            int width = imageSize[0];
            int height = imageSize[1];

            // Determine which correction is needed
            AffineTransform t = new AffineTransform();
            switch(orientation) {
            case 1:
                // no correction necessary skip and return the image
                return bimg;
            case 2: // Flip X
                t.scale(-1.0, 1.0);
                t.translate(-width, 0);
                return transform(bimg, t);
            case 3: // PI rotation 
                t.translate(width, height);
                t.rotate(Math.PI);
                return transform(bimg, t);
            case 4: // Flip Y
                t.scale(1.0, -1.0);
                t.translate(0, -height);
                return transform(bimg, t);
            case 5: // - PI/2 and Flip X
                t.rotate(-Math.PI / 2);
                t.scale(-1.0, 1.0);
                return transform(bimg, t);
            case 6: // -PI/2 and -width
                t.translate(height, 0);
                t.rotate(Math.PI / 2);
                return transform(bimg, t);
            case 7: // PI/2 and Flip
                t.scale(-1.0, 1.0);
                t.translate(height, 0);
                t.translate(0, width);
                t.rotate(  3 * Math.PI / 2);
                return transform(bimg, t);
            case 8: // PI / 2
                t.translate(0, width);
                t.rotate(  3 * Math.PI / 2);
                return transform(bimg, t);
            }
        }
    }

    return null;
}

/**
 * Performs the tranformation
 * @param bimage
 * @param transform
 * @return
 * @throws IOException
 */
private static BufferedImage transform(BufferedImage bimage, AffineTransform transform) throws IOException {
    // Create an transformation operation
    AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC);

    // Create an instance of the resulting image, with the same width, height and image type than the referenced one
    BufferedImage destinationImage = new BufferedImage( bimage.getWidth(), bimage.getHeight(), bimage.getType() );
    op.filter(bimage, destinationImage);

   return destinationImage;
}
}