EXIF (Exchangeable Image File Format) là một khối siêu dữ liệu chụp chứa các thông tin như phơi sáng, ống kính, dấu thời gian và thậm chí cả GPS, được máy ảnh và điện thoại nhúng vào tệp hình ảnh. Nó sử dụng một hệ thống thẻ kiểu TIFF được đóng gói bên trong các định dạng như JPEG và TIFF. Nó rất cần thiết cho khả năng tìm kiếm, sắp xếp và tự động hóa trong các thư viện ảnh, nhưng việc chia sẻ bất cẩn có thể dẫn đến rò rỉ dữ liệu không mong muốn (ExifTool và Exiv2 giúp dễ dàng kiểm tra điều này).
Ở cấp độ thấp, EXIF sử dụng lại cấu trúc Thư mục tệp hình ảnh (IFD) của định dạng TIFF và, trong JPEG, nằm bên trong điểm đánh dấu APP1 (0xFFE1), lồng một tệp TIFF nhỏ một cách hiệu quả vào bên trong một vùng chứa JPEG (tổng quan về JFIF; cổng thông số kỹ thuật của CIPA). Đặc tả chính thức — CIPA DC-008 (EXIF), hiện ở phiên bản 3.x — ghi lại bố cục IFD, các loại thẻ và các ràng buộc (CIPA DC-008; tóm tắt đặc tả). EXIF xác định một IFD phụ GPS chuyên dụng (thẻ 0x8825) và một IFD có khả năng tương tác (0xA005) (bảng thẻ Exif).
Chi tiết triển khai rất quan trọng. Các tệp JPEG điển hình bắt đầu bằng một đoạn JFIF APP0, theo sau là EXIF trong APP1. Các trình đọc cũ hơn mong đợi JFIF trước, trong khi các thư viện hiện đại phân tích cả hai mà không gặp vấn đề gì (ghi chú đoạn APP). Trong thực tế, các trình phân tích cú pháp đôi khi giả định thứ tự APP hoặc giới hạn kích thước mà thông số kỹ thuật không yêu cầu, đó là lý do tại sao các nhà phát triển công cụ ghi lại các hành vi cụ thể và các trường hợp đặc biệt (hướng dẫn siêu dữ liệu Exiv2; tài liệu ExifTool).
EXIF không chỉ giới hạn ở JPEG/TIFF. Hệ sinh thái PNG đã tiêu chuẩn hóa đoạn eXIf để mang dữ liệu EXIF trong các tệp PNG (hỗ trợ ngày càng tăng, và thứ tự đoạn so với IDAT có thể quan trọng trong một số triển khai). WebP, một định dạng dựa trên RIFF, chứa EXIF, XMP và ICC trong các đoạn chuyên dụng (vùng chứa WebP RIFF; libwebp). Trên các nền tảng của Apple, Image I/O bảo toàn dữ liệu EXIF khi chuyển đổi sang HEIC/HEIF, cùng với dữ liệu XMP và thông tin nhà sản xuất (kCGImagePropertyExifDictionary).
Nếu bạn đã từng tự hỏi làm thế nào các ứng dụng suy ra cài đặt máy ảnh, bản đồ thẻ EXIF là câu trả lời: Make, Model,FNumber, ExposureTime, ISOSpeedRatings, FocalLength, MeteringMode, và nhiều hơn nữa nằm trong các IFD phụ chính và EXIF (thẻ Exif; thẻ Exiv2). Apple hiển thị chúng thông qua các hằng số Image I/O như ExifFNumber và GPSDictionary. Trên Android, AndroidX ExifInterface đọc và ghi dữ liệu EXIF trên JPEG, PNG, WebP và HEIF.
Định hướng hình ảnh đáng được đề cập đặc biệt. Hầu hết các thiết bị lưu trữ pixel “nguyên trạng” và ghi lại một thẻ cho người xem biết cách xoay khi hiển thị. Đó là thẻ 274 (Orientation) với các giá trị như 1 (bình thường), 6 (90° theo chiều kim đồng hồ), 3 (180°), 8 (270°). Việc không tuân thủ hoặc cập nhật không chính xác thẻ này sẽ dẫn đến ảnh bị xoay, hình thu nhỏ không khớp và lỗi học máy ở các giai đoạn xử lý tiếp theo (thẻ định hướng;hướng dẫn thực tế). Trong các quy trình xử lý, việc chuẩn hóa thường được áp dụng bằng cách xoay pixel vật lý và đặt Orientation=1(ExifTool).
Việc chấm công phức tạp hơn vẻ ngoài của nó. Các thẻ lịch sử như DateTimeOriginal thiếu múi giờ, điều này làm cho các cảnh quay xuyên biên giới trở nên mơ hồ. Các thẻ mới hơn thêm thông tin về múi giờ — ví dụ: OffsetTimeOriginal — để phần mềm có thể ghi lại DateTimeOriginal cộng với một độ lệch UTC (ví dụ: -07:00) để sắp xếp và tương quan địa lý chính xác (thẻ OffsetTime*;tổng quan về thẻ).
EXIF cùng tồn tại — và đôi khi chồng chéo — với Siêu dữ liệu ảnh IPTC (tiêu đề, người tạo, quyền, chủ đề) và XMP, khuôn khổ dựa trên RDF của Adobe được tiêu chuẩn hóa thành ISO 16684-1. Trong thực tế, phần mềm được triển khai đúng cách sẽ dung hòa dữ liệu EXIF do máy ảnh tạo ra với dữ liệu IPTC/XMP do người dùng nhập vào mà không loại bỏ một trong hai (hướng dẫn IPTC;LoC trên XMP;LoC trên EXIF).
Các vấn đề về quyền riêng tư khiến EXIF trở thành một chủ đề gây tranh cãi. Gắn thẻ địa lý và số sê-ri thiết bị đã tiết lộ các vị trí nhạy cảm nhiều hơn một lần; một ví dụ điển hình là bức ảnh Vice năm 2012 của John McAfee, trong đó tọa độ GPS EXIF được cho là đã tiết lộ tung tích của anh ta (Wired;The Guardian). Nhiều nền tảng xã hội xóa hầu hết dữ liệu EXIF khi tải lên, nhưng các triển khai khác nhau và thay đổi theo thời gian. Bạn nên xác minh điều này bằng cách tải xuống các bài đăng của riêng bạn và kiểm tra chúng bằng một công cụ thích hợp (trợ giúp về phương tiện truyền thông của Twitter;trợ giúp của Facebook;trợ giúp của Instagram).
Các nhà nghiên cứu bảo mật cũng theo dõi chặt chẽ các trình phân tích cú pháp EXIF. Các lỗ hổng trong các thư viện được sử dụng rộng rãi (ví dụ: libexif) đã bao gồm tràn bộ đệm và đọc ngoài giới hạn, được kích hoạt bởi các thẻ bị định dạng sai. Những thẻ này dễ dàng tạo ra vì EXIF là một tệp nhị phân có cấu trúc ở một nơi có thể dự đoán được (cảnh báo;tìm kiếm NVD). Điều quan trọng là phải cập nhật các thư viện siêu dữ liệu và xử lý hình ảnh trong một môi trường biệt lập (sandbox) nếu chúng đến từ các nguồn không đáng tin cậy.
Được sử dụng một cách chu đáo, EXIF là một yếu tố quan trọng cung cấp năng lượng cho các danh mục ảnh, quy trình công việc về quyền và các đường ống thị giác máy tính. Được sử dụng một cách ngây thơ, nó trở thành một dấu vết kỹ thuật số mà bạn có thể không muốn chia sẻ. Tin tốt: hệ sinh thái — thông số kỹ thuật, API hệ điều hành và công cụ — cung cấp cho bạn quyền kiểm soát bạn cần (CIPA EXIF;ExifTool;Exiv2;IPTC;XMP).
Dữ liệu EXIF (Exchangeable Image File Format) là một tập hợp siêu dữ liệu về một bức ảnh, chẳng hạn như cài đặt máy ảnh, ngày và giờ chụp, và nếu GPS được bật, cả vị trí.
Hầu hết các trình xem và chỉnh sửa hình ảnh (ví dụ: Adobe Photoshop, Windows Photo Viewer) đều cho phép xem dữ liệu EXIF. Thông thường, chỉ cần mở bảng thuộc tính hoặc thông tin của tệp.
Có, dữ liệu EXIF có thể được chỉnh sửa bằng phần mềm chuyên dụng như Adobe Photoshop, Lightroom hoặc các công cụ trực tuyến dễ sử dụng, cho phép bạn sửa đổi hoặc xóa các trường siêu dữ liệu cụ thể.
Có. Nếu GPS được bật, dữ liệu vị trí được lưu trữ trong siêu dữ liệu EXIF có thể tiết lộ thông tin địa lý nhạy cảm. Do đó, bạn nên xóa hoặc ẩn danh dữ liệu này trước khi chia sẻ ảnh.
Nhiều chương trình cho phép bạn loại bỏ dữ liệu EXIF. Quá trình này thường được gọi là 'loại bỏ' siêu dữ liệu. Cũng có các công cụ trực tuyến cung cấp chức năng này.
Hầu hết các nền tảng mạng xã hội như Facebook, Instagram và Twitter tự động xóa dữ liệu EXIF khỏi hình ảnh để bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.
Dữ liệu EXIF có thể bao gồm, trong số những thứ khác, kiểu máy ảnh, ngày và giờ chụp, độ dài tiêu cự, thời gian phơi sáng, khẩu độ, cài đặt ISO, cân bằng trắng và vị trí GPS.
Đối với các nhiếp ảnh gia, dữ liệu EXIF là một hướng dẫn quý giá để hiểu các cài đặt chính xác được sử dụng cho một bức ảnh. Thông tin này giúp cải thiện kỹ thuật và tái tạo các điều kiện tương tự trong tương lai.
Không, chỉ những hình ảnh được chụp bằng các thiết bị hỗ trợ siêu dữ liệu EXIF, chẳng hạn như máy ảnh kỹ thuật số và điện thoại thông minh, mới chứa dữ liệu này.
Có, dữ liệu EXIF tuân theo tiêu chuẩn do Hiệp hội Phát triển Công nghiệp Điện tử Nhật Bản (JEIDA) thiết lập. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất có thể bao gồm thông tin độc quyền bổ sung.
JPEG, viết tắt của Joint Photographic Experts Group, là một phương pháp nén mất dữ liệu thường được sử dụng cho hình ảnh kỹ thuật số, đặc biệt là đối với những hình ảnh được tạo ra bằng nhiếp ảnh kỹ thuật số. Mức độ nén có thể được điều chỉnh, cho phép lựa chọn sự cân bằng giữa kích thước lưu trữ và chất lượng hình ảnh. JPEG thường đạt tỷ lệ nén 10:1 với ít mất mát đáng kể về chất lượng hình ảnh.
Thuật toán nén JPEG là cốt lõi của tiêu chuẩn JPEG. Quá trình bắt đầu bằng việc chuyển đổi một hình ảnh kỹ thuật số từ không gian màu RGB thông thường của nó sang một không gian màu khác được gọi là YCbCr. Không gian màu YCbCr tách hình ảnh thành độ sáng (Y), biểu thị mức độ sáng và sắc độ (Cb và Cr), biểu thị thông tin màu sắc. Sự tách biệt này có lợi vì mắt người nhạy cảm hơn với các biến thể về độ sáng so với màu sắc, cho phép nén tận dụng lợi thế này bằng cách nén thông tin màu nhiều hơn độ sáng.
Khi hình ảnh ở trong không gian màu YCbCr, bước tiếp theo trong quá trình nén JPEG là hạ mẫu các kênh sắc độ. Hạ mẫu làm giảm độ phân giải của thông tin sắc độ, thường không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nhận thức của hình ảnh, do mắt người ít nhạy cảm hơn với chi tiết màu sắc. Bước này là tùy chọn và có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào sự cân bằng mong muốn giữa chất lượng hình ảnh và kích thước tệp.
Sau khi hạ mẫu, hình ảnh được chia thành các khối, thường có kích thước 8x8 pixel. Sau đó, mỗi khối được xử lý riêng. Bước đầu tiên trong quá trình xử lý từng khối là áp dụng Biến đổi Cosine rời rạc (DCT). DCT là một phép toán chuyển đổi dữ liệu miền không gian (giá trị pixel) thành miền tần số. Kết quả là một ma trận các hệ số tần số biểu diễn dữ liệu của khối hình ảnh theo các thành phần tần số không gian của nó.
Các hệ số tần số thu được từ DCT sau đó được lượng tử hóa. Lượng tử hóa là quá trình ánh xạ một tập hợp lớn các giá trị đầu vào thành một tập hợp nhỏ hơn - trong trường hợp của JPEG, điều này có nghĩa là giảm độ chính xác của các hệ số tần số. Đây là nơi xảy ra phần mất dữ liệu của quá trình nén, vì một số thông tin hình ảnh bị loại bỏ. Bước lượng tử hóa được điều khiển bởi một bảng lượng tử hóa, bảng này xác định mức độ nén được áp dụng cho từng thành phần tần số. Các bảng lượng tử hóa có thể được điều chỉnh để ưu tiên chất lượng hình ảnh cao hơn (ít nén hơn) hoặc kích thước tệp nhỏ hơn (nén nhiều hơn).
Sau khi lượng tử hóa, các hệ số được sắp xếp theo thứ tự ziczac, bắt đầu từ góc trên cùng bên trái và theo một mẫu ưu tiên các thành phần tần số thấp hơn so với các thành phần tần số cao hơn. Điều này là do các thành phần tần số thấp hơn (biểu thị các phần đồng nhất hơn của hình ảnh) quan trọng hơn đối với diện mạo tổng thể so với các thành phần tần số cao hơn (biểu thị các chi tiết và cạnh nhỏ hơn).
Bước tiếp theo trong quá trình nén JPEG là mã hóa entropy, đây là một phương pháp nén không mất dữ liệu. Hình thức mã hóa entropy phổ biến nhất được sử dụng trong JPEG là mã hóa Huffman, mặc dù mã hóa số học cũng là một tùy chọn. Mã hóa Huffman hoạt động bằng cách gán các mã ngắn hơn cho các lần xuất hiện thường xuyên hơn và các mã dài hơn cho các lần xuất hiện ít thường xuyên hơn. Vì thứ tự ziczac có xu hướng nhóm các hệ số tần số tương tự lại với nhau, nên nó làm tăng hiệu quả của mã hóa Huffman.
Khi mã hóa entropy hoàn tất, dữ liệu đã nén được lưu trữ trong một định dạng tệp tuân theo tiêu chuẩn JPEG. Định dạng tệp này bao gồm một tiêu đề chứa thông tin về hình ảnh, chẳng hạn như kích thước và các bảng lượng tử hóa được sử dụng, theo sau là dữ liệu hình ảnh được mã hóa Huffman. Định dạng tệp cũng hỗ trợ việc đưa vào siêu dữ liệu, chẳng hạn như dữ liệu EXIF, có thể chứa thông tin về cài đặt máy ảnh được sử dụng để chụp ảnh, ngày và giờ chụp và các chi tiết liên quan khác.
Khi mở một hình ảnh JPEG, quá trình giải nén về cơ bản đảo ngược các bước nén. Dữ liệu được mã hóa Huffman được giải mã, các hệ số tần số được lượng tử hóa được khử lượng tử hóa bằng cách sử dụng cùng các bảng lượng tử hóa đã được sử dụng trong quá trình nén và Biến đổi Cosine rời rạc nghịch đảo (IDCT) được áp dụng cho từng khối để chuyển đổi dữ liệu miền tần số trở lại thành các giá trị pixel miền không gian.
Các quá trình khử lượng tử hóa và IDCT gây ra một số lỗi do bản chất mất dữ liệu của quá trình nén, đó là lý do tại sao JPEG không lý tưởng cho những hình ảnh sẽ trải qua nhiều lần chỉnh sửa và lưu lại. Mỗi lần lưu một hình ảnh JPEG, nó lại trải qua quá trình nén một lần nữa và thông tin hình ảnh bổ sung sẽ bị mất. Điều này có thể dẫn đến sự suy giảm đáng kể về chất lượng hình ảnh theo thời gian, một hiện tượng được gọi là 'mất thế hệ'.
Mặc dù có bản chất mất dữ liệu của nén JPEG, nhưng nó vẫn là một định dạng hình ảnh phổ biến do tính linh hoạt và hiệu quả của nó. Hình ảnh JPEG có thể có kích thước tệp rất nhỏ, khiến chúng lý tưởng để sử dụng trên web, nơi băng thông và thời gian tải là những cân nhắc quan trọng. Ngoài ra, tiêu chuẩn JPEG bao gồm một chế độ tiến bộ, cho phép mã hóa một hình ảnh theo cách mà nó có thể được giải mã theo nhiều lần, mỗi lần cải thiện độ phân giải của hình ảnh. Điều này đặc biệt hữu ích cho hình ảnh web, vì nó cho phép hiển thị nhanh chóng phiên bản chất lượng thấp của hình ảnh, với chất lượng được cải thiện khi tải xuống nhiều dữ liệu hơn.
JPEG cũng có một số hạn chế và không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất cho mọi loại hình ảnh. Ví dụ, nó không phù hợp với những hình ảnh có các cạnh sắc nét hoặc văn bản có độ tương phản cao, vì quá trình nén có thể tạo ra các hiện vật đáng chú ý xung quanh các khu vực này. Ngoài ra, JPEG không hỗ trợ tính trong suốt, đây là một tính năng được cung cấp bởi các định dạng khác như PNG và GIF.
Để giải quyết một số hạn chế của tiêu chuẩn JPEG ban đầu, các định dạng mới đã được phát triển, chẳng hạn như JPEG 2000 và JPEG XR. Các định dạng này cung cấp hiệu quả nén được cải thiện, hỗ trợ độ sâu bit cao hơn và các tính năng bổ sung như tính trong suốt và nén không mất dữ liệu. Tuy nhiên, chúng vẫn chưa đạt được mức độ phổ biến rộng rãi như định dạng JPEG ban đầu.
Tóm lại, định dạng hình ảnh JPEG là sự cân bằng phức tạp giữa toán học, tâm lý thị giác của con người và khoa học máy tính. Việc sử dụng rộng rãi của nó là minh chứng cho hiệu quả của nó trong việc giảm kích thước tệp trong khi vẫn duy trì mức chất lượng hình ảnh có thể chấp nhận được cho hầu hết các ứng dụng. Hiểu được các khía cạnh kỹ thuật của JPEG có thể giúp người dùng đưa ra quyết định sáng suốt về thời điểm sử dụng định dạng này và cách tối ưu hóa hình ảnh của họ để cân bằng giữa chất lượng và kích thước tệp phù hợp nhất với nhu cầu của họ.
Bộ chuyển đổi này chạy hoàn toàn trong trình duyệt của bạn. Khi bạn chọn một tệp, nó sẽ được đọc vào bộ nhớ và chuyển đổi sang định dạng đã chọn. Sau đó, bạn có thể tải xuống tệp đã chuyển đổi.
Việc chuyển đổi bắt đầu ngay lập tức và hầu hết các tệp được chuyển đổi trong vòng chưa đầy một giây. Các tệp lớn hơn có thể mất nhiều thời gian hơn.
Các tệp của bạn không bao giờ được tải lên máy chủ của chúng tôi. Chúng được chuyển đổi trong trình duyệt của bạn và sau đó tệp đã chuyển đổi sẽ được tải xuống. Chúng tôi không bao giờ thấy các tệp của bạn.
Chúng tôi hỗ trợ chuyển đổi giữa tất cả các định dạng hình ảnh, bao gồm JPEG, PNG, GIF, WebP, SVG, BMP, TIFF, v.v.
Bộ chuyển đổi này hoàn toàn miễn phí và sẽ luôn miễn phí. Bởi vì nó chạy trong trình duyệt của bạn, chúng tôi không phải trả tiền cho máy chủ, vì vậy chúng tôi không cần tính phí bạn.
Đúng! Bạn có thể chuyển đổi bao nhiêu tệp tùy thích cùng một lúc. Chỉ cần chọn nhiều tệp khi bạn thêm chúng.