EXIF(可交换图像文件格式)是相机和手机嵌入到图像文件中的捕获元数据的区块,如曝光、镜头、时间戳,甚至GPS。它使用打包在JPEG和TIFF等格式中的TIFF风格标签系统。它对于照片库中的可搜索性、排序和自动化至关重要,但如果粗心共享,也可能成为无意的泄漏路径(ExifTool和Exiv2使其易于检查)。
在底层,EXIF重用TIFF的图像文件目录(IFD)结构,在JPEG中,它位于APP1标记(0xFFE1)内,有效地将一个小的TIFF文件嵌套在JPEG容器中(JFIF概述;CIPA规范门户)。官方规范——CIPA DC-008(EXIF),目前为3.x版——记录了IFD布局、标签类型和约束(CIPA DC-008;规范摘要)。EXIF定义了一个专用的GPS子IFD(标签0x8825)和一个互操作性IFD(0xA005)(Exif标签表)。
实现细节很重要。典型的JPEG以JFIF APP0段开始,后跟APP1中的EXIF。旧的阅读器首先期望JFIF,而现代库则可以毫无问题地解析两者(APP段说明)。在实践中,解析器有时会假设规范不要求的APP顺序或大小限制,因此,工具的开发者会记录下一些特殊的行为和边缘情况(Exiv2元数据指南;ExifTool文档)。
EXIF不限于JPEG/TIFF。PNG生态系统标准化了eXIf块以在PNG文件中携带EXIF数据(支持正在增长,并且块相对于IDAT的排序在某些实现中可能很重要)。WebP是一种基于RIFF的格式,可在专用块中容纳EXIF、XMP和ICC(WebP RIFF容器;libwebp)。在Apple平台上,Image I/O在转换为HEIC/HEIF时会保留EXIF数据,以及XMP数据和制造商信息(kCGImagePropertyExifDictionary)。
如果您想知道应用程序如何推断相机设置,EXIF的标签映射就是答案:Make、Model、FNumber、ExposureTime、ISOSpeedRatings、FocalLength、MeteringMode、等都存在于主IFD和EXIF子IFD中(Exif标签;Exiv2标签)。Apple通过Image I/O常量(如 ExifFNumber 和 GPSDictionary)公开这些。 在Android上, AndroidX ExifInterface 可以跨JPEG、PNG、WebP和HEIF读取和写入EXIF数据。
方向值得特别一提。大多数设备将像素存储为“拍摄时”的状态,并记录一个标签,告诉查看器如何在显示时旋转。 这就是标签274(Orientation),其值如1(正常)、6(顺时针90°)、3(180°)、8(270°)。不遵守或错误地更新此标签会导致照片旋转、缩略图不匹配以及后续处理阶段的机器学习错误 (方向标签;实用指南). 在处理流程中,通常会通过物理旋转像素并将Orientation设置为1来进行规范化 (ExifTool).
计时比看起来要复杂。像DateTimeOriginal这样的历史标签缺少时区,这使得跨界拍摄变得模棱两可。 较新的标签添加了时区信息,例如OffsetTimeOriginal,因此软件可以记录DateTimeOriginal加上UTC偏移量(例如-07:00),以便进行准确的排序和地理关联 (OffsetTime*标签;标签概述).
EXIF与IPTC照片元数据(标题、创作者、权利、主题)和XMP(Adobe的基于RDF的框架,已标准化为ISO 16684-1)共存,有时甚至重叠。 在实践中,正确实现的软件会协调相机创作的EXIF数据和用户创作的IPTC/XMP数据,而不会丢弃任何一个 (IPTC指南;LoC关于XMP;LoC关于EXIF).
隐私问题使EXIF成为一个有争议的话题。地理标签和设备序列号不止一次地暴露了敏感位置;一个著名的例子是2012年Vice杂志上John McAfee的照片,据报道,其中的EXIF GPS坐标暴露了他的行踪 (Wired;The Guardian). 许多社交平台在上传时会删除大部分EXIF数据,但实现方式各不相同,并且会随着时间的推移而变化。建议通过下载您自己的帖子并使用 适当的工具进行检查来验证 (Twitter媒体帮助;Facebook帮助;Instagram帮助).
安全研究人员也密切关注EXIF解析器。广泛使用的库(例如libexif)中的漏洞包括由格式错误的标签触发的缓冲区溢出和越界读取。因为EXIF是 可预测位置的结构化二进制文件,所以很容易制作这些标签 (公告;NVD搜索). 如果从不受信任的来源接收文件,保持元数 据相关库的更新并在隔离环境(沙盒)中处理图像是非常重要的。
如果使用得当,EXIF是连接照片目录、权利工作流程和计算机视觉管道的关键元素。如果使用不当,它就成了您可能不想分享的数字足迹。好消息是:生态系统——规范、操作系统API和工具——为您提供了所需的控制 (CIPA EXIF;ExifTool;Exiv2;IPTC;XMP).
EXIF(可交换图像文件格式)数据是关于照片的一系列元数据,例如相机设置、拍摄日期和时间,以及在GPS启用时的位置信息。
大多数图像查看器和编辑器(例如Adobe Photoshop、Windows照片查看器)都允许查看EXIF数据。通常只需打开文件的属性或信息面板即可。
是的,可以使用Adobe Photoshop、Lightroom等专用软件或易于使用的在线工具来编辑EXIF数据,从而修改或删除特定的元数据字段。
是的。如果GPS已启用,存储在EXIF元数据中的位置数据可能会 泄露敏感的地理信息。因此,建议在分享照片前删除或匿名化这些数据。
许多软件都提供了删除EXIF数据的功能。这个过程通常被称为“元数据移除”。也有提供此功能的在线工具。
大多数社交媒体平台,如Facebook、Instagram和Twitter,为了保护用户隐私,会自动从图像中删除EXIF数据。
EXIF数据可以包括相机型号、拍摄日期和时间、焦距、曝光时间、光圈、ISO设置、白平衡和GPS位置等信息。
对于摄影师来说,EXIF数据是了解照片具体拍摄设置的宝贵指南。这些信息有助于改进技术并在未来重现相似的拍摄条件。
不,只有使用支持EXIF元数据的设备(如数码相机和智能手机)拍摄的图像才会包含这些数据。
是的,EXIF数据遵循日本电子工业发展协会(JEIDA)制定的标准。但是,一些制造商可能会添加额外的专有信息。
PAM(便携式任意地图)图像格式是 Netpbm 项目保护伞下设计的图像文件格式系列中一个相对鲜为人知的成员。它是一种高度灵活的格式,可以表示具有不同深度和像素数据类型的各种图像类型。PAM 本质上是早期 PBM(便携式位图)、PGM(便携式灰度图)和 PPM(便携式像素图)格式的扩展,统称为 PNM(便携式任意地图)格式,这些格式以牺牲功能和压缩为代价,旨在实现简单和易用。PAM 的推出是为了克服这些格式的局限性,同时保持其简单性和易用性。
PAM 格式旨在独立于设备和平台,这意味着以这种格式保存的图像可以在任何系统上打开和处理,而无需担心兼容性问题。这是通过以纯文本或二进制格式存储图像数据来实现的,各种软件都可以轻松地读取和写入这些数据。该格式还具有可扩展性,允许包含新功能和功能,而不会破坏与旧版本的兼容性。
PAM 文件由一个头文件和图像数据组成。头文件是 ASCII 文本,指定图像的宽度、高度、深度和最大值,以及定义颜色空间的元组类型。头文件以魔术数字“P7”开头,后面是一系列以换行符分隔的标记,这些标记提供了必要的元数据。图像数据紧跟在头文件后面,可以存储为二进制或 ASCII 格式,其中二进制格式由于文件大小较小和处理时间较快而更常见。
PAM 头文件中指定的深度表示每个像素的通道或组件数。例如,深度为 3 通常表示彩色图像的红色、绿色和蓝色通道,而深度为 4 可能包括用于透明度的附加 Alpha 通道。头文件中还指定的最大值表示任何通道的最大值,这反过来又决定了图像的位深度。例如,最大值为 255 对应于每个通道 8 位。
元组类型是 PAM 格式的一个关键特性,因为它定义了像素数据的解释。常见的元组类型包括“BLACKANDWHITE”、“GRAYSCALE”、“RGB”和“RGB_ALPHA”等。 这种灵活性允许 PAM 文件表示各种图像类型,从简单的黑白图像到具有透明度的全彩色图像。此外,还可以定义自定义元组类型,使该格式具有可扩展性和适应专门成像要求的能力。
PAM 文件还可以在头文件中包含可选的注释行,这些注释行以“#”字符开头。图像读取器会忽略这些注释,它们是为人类读者准备的。它们可用于存储元数据,例如图像的创建日期、用于生成图像的软件或任何不适合标准头字段的其他相关信息。
PAM 文件中的图像数据存储在元组序列中,每个元组表示一个像素。元组从左到右、从上到下排列,从图像的左上角像素开始。在二进制格式中,元组的每个通道的数据都存储为二进制整数,每个通道的字节数由头文件中指定的最大值确定。在 ASCII 格式中,通道值表示为用空格分隔的 ASCII 十进制数字。
PAM 格式的优点之一是其简单性,这使得它易于解析和生成。这种简单性是以文件大小为代价的,因为 PAM 不包含任何内置压缩机制。但是,可以使用 gzip 或 bzip2 等通用压缩算法对 PAM 文件进行外部压缩,这可以显着减小文件大小以进行存储或传输。
尽管有这些优点,但由于 JPEG、PNG 和 GIF 等其他图像格式的主导地位,PAM 格式并未在主流中广泛使用,这些格式提供了内置压缩,并且得到更广泛的软件和硬件的支持。然而,PAM 仍然是某些应用程序的宝贵格式,特别是那些需要高度灵活性的应用程序或涉及图像处理或分析任务的应用程序,其中格式的简单性和精确性是有益的。
在软件开发的背景下,PAM 格式通常用作图像处理管道中的中间格式。其简单的结构使其易于使用自定义脚本或程序进行操作,其灵活性使其能够在不丢失信息的情况下适应各种处理步骤的输出。例如,可以将图像转换为 PAM 格式,对其进行处理以应用滤镜或变换,然后将其转换为更常见的格式以进行显示或分发。
Netpbm 库是用于处理 PAM 和其他 Netpbm 格式的主要软件包。它提供了一组命令行工具,用于在格式之间转换,以及执行基本的图像操作,例如缩放、裁剪和颜色调整。该库还包括用于 C 和其他语言的编程接口,允许开发人员直接在其应用程序中读写 PAM 文件。
对于有兴趣使用 PAM 格式的用户和开发人员,有几个注意事项需要牢记。首先,由于该格式不常见,并非所有图像查看和编辑软件都原生支持它。对于某些任务,可能需要使用专门的工具或转换为不同的格式。其次,缺乏压缩意味着 PAM 文件可能非常大,特别是对于高分辨率图像,因此在使用此格式时应考虑存储和带宽。
尽管有这些考虑因素,但 PAM 格式的优势使其在某些情况下成为一种有价值的工具。其简单性和灵活性促进了快速开发和实验,其可扩展性确保了它可以适应未来的需求。对于研究、科学成像或图像数据完整性和精确性至上的任何应用程序,PAM 提供了一个强大的解决方案。
总之,PAM 图像格式是一种通用且简单的文件格式,属于 Netpbm 图像格式系列。它旨在简单、灵活且独立于平台,使其适用于各种图像类型和应用程序。虽然它可能不是每种情况下的最佳选择,特别是在文件大小或广泛兼容性受关注的情况下,但其优势使其成为需要精确表示和处理图像数据的专门应用程序的绝佳选择。因此,它仍然是图像处理和分析领域中相关且有用的格式。
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