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。
JPEG 2000 多层 (JPM) 格式是 JPEG 2000 标准的扩展,JPEG 2000 标准是一种图像压缩标准和编码系统。它由联合图像专家组委员会于 2000 年创建,目的是取代原始 JPEG 标准。JPEG 2000 以其高压缩效率和处理各种图像类型(包括灰度、彩色和多组件图像)的能力而闻名。JPM 格式专门扩展了 JPEG 2000 的功能,以支持复合文档,其中可以包含文本、图形和图像的混合。
JPM 在 JPEG 2000 套件(ISO/IEC 15444-6)的第 6 部分中定义,它旨在将多个图像和相关数据封装到一个文件中。这使其特别适用于需要将不同类型的内容存储在一起的应用程序,例如文档成像、医学成像和技术成像。JPM 格式允许在文档中高效存储页面,每个页面都可以包含具有不同特征的多个图像区域,以及非图像数据,例如注释或元数据。
JPM 的一个关键特性是它使用了 JPEG 2000 代码流 (JPX),它是基本 JPEG 2000 代码流 (JP2) 的扩展版本。JPX 支持更广泛的色彩空间、更复杂的元数据和更高的位深度。在 JPM 文件中,每个图像或“层”都存储为一个单独的 JPX 代码流。这允许根据每个层的特征对其进行压缩,这可以带来更有效的压缩和更高的质量结果,特别是对于具有不同内容类型的复合文档。
JPM 文件的结构是分层的,由一系列盒子组成。盒子是一个自包含的单元,包括一个头和数据。头指定盒子的类型和长度,而数据包含实际内容。JPM 文件中的顶级盒子是签名盒子,它将文件标识为 JPEG 2000 系列文件。在签名框之后,还有文件类型框、头框和内容框等。头框包含有关文件的信息,例如页数和每页的属性,而内容框包含图像数据和任何关联的非图像数据。
在压缩方面,JPM 文件可以使用无损和有损压缩方法。无损压缩确保可以从压缩数据中完美重建原始图像数据,这对于图像完整性至关重要的应用程序(例如医学成像)至关重要。另一方面,有损压缩通过丢弃一些图像数据来允许更小的文件大小,这在不需要完美保真度的情况下是可以接受的。
JPM 还支持“渐进解码”的概念,这意味着可以在下载或处理全分辨率图像时显示图像的低分辨率版本。这对于大图像或慢速网络连接特别有用,因为它允许用户快速预览,而无需等待整个文件可用。
JPM 的另一个重要方面是对元数据的支持。JPM 文件中的元数据可以包括有关文档的信息,例如作者、标题和关键字,以及有关每个图像的信息,例如拍摄日期、相机设置和地理位置。此元数据可以存储为 XML 格式,使其易于访问和修改。此外,JPM 支持包含 ICC 配置文件,该配置文件定义图像的色彩空间,确保在不同设备上准确地再现色彩。
JPM 文件还能够存储图像的多个版本,每个版本具有不同的分辨率或质量设置。此功能称为“多层”,它允许更有效的存储和传输,因为可以根据应用程序的特定需求或可用带宽选择图像的适当版本。
安全性是 JPM 提供强大功能的另一个领域。该格式支持包含数字签名和加密,可用于验证文档的真实性并保护敏感信息。这在法律和医疗文件管理等领域尤为重要,在这些领域,文件的完整性和机密性至关重要。
尽管有许多优点,但 JPM 格式并未得到广泛采用,尤其是在消费市场。这部分是由于格式的复杂性和处理 JPM 文件所需的计算资源。此外,包括 JPM 在内的 JPEG 2000 系列标准一直受到专利许可问题的影响,与通常不受专利约束的原始 JPEG 标准相比,这阻碍了它的采用。
对于使用 JPM 文件的软件开发人员和工程师,有几个库和工具可用于支持该格式。其中包括 OpenJPEG 库,这是一个开源 JPEG 2000 编解码器,以及来自各 种成像软件公司的商业产品。在使用 JPM 文件时,开发人员必须熟悉 JPEG 2000 代码流语法,以及处理复合文档和元数据的特定要求。
总之,JPM 图像格式是 JPEG 2000 标准的强大扩展,它提供了一系列适合存储和管理复合文档的功能。它对多个图像层、渐进解码、元数据、多层和安全功能的支持使其成为图像质量和文档完整性至关重要的专业和技术应用程序的理想选择。虽然它可能不像其他图像格式那样常用,但其专业功能确保它仍然是文档成像和医学成像等领域的重要工具。
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