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。
VICAR(视频图像通信和检索)图像格式是一种主要用于存储科学任务(包括与行星探索、天文学和其他太空科学领域相关的任务)的图像数据的文件格式。VICAR 由美国国家航空航天局喷气推进实验室 (JPL) 于 20 世纪 60 年代开发,旨在促进从航天器和其他来源收集的大量成像数据的存储、通信和处理。与 JPEG 或 PNG 等更常见的图像格式不同,VICAR 格式经过专门设计,以满足科学界的特定需求,为处理研究和探索活动中遇到的复杂图像数据提供了一个强大的框架。
VICAR 文件的结构大致可分为三个主要部分:标签区、图像数据区和可选的 EOL(行尾)标签区。标签区包含有关图像数据的元数据,包括但不限于图像的尺寸、像素的数据类型、获取图像的航天器或仪器的名称以及对图像执行的任何处理。此元数据以人类可读的 ASCII 格式存储,使研究人员无需专门软件即可轻松理解和修改文件的内容。
VICAR 文件的图像数据区包含图像的原始或处理后的像素值。VICAR 支持图像像素的多种数据类型,包括 8 位和 16 位整数、32 位浮点数等。这种灵活性使该格式能够满足科学研究中发现的各种成像要求,例如捕获详细的亮度数据或精确测量物理现象的需要。此外,该格式支持多维图像,不仅可以存储传统的 2D 图像,还可以存储 3D 体积数据和时间序列数据。
VICAR 图像格式的一个重要特性是对可选 EOL(行尾)标签的支持。这些 EOL 标签附加到每行图像数据,并且可以包含特定于该行的附加元数据。此特性在实时传输图像数据的情况下特别有用,因为它允许包含特定于图像每行的遥测或状态信息。此外,EOL 标签的存在可以通过为每行数据提供上下文来促进错误检测和纠正机制。
VICAR 格式的一个主要优势是其可扩展性。该格式的设计方式是可以在不中断读取 VICAR 文件的现有工具或库的情况下将新字段添加到标签区。这种可扩展性确保该格式可以演变以满足新的科学需求和挑战,而不会牺牲向后兼容性。此外,标签区的开放性允许研究人员包含与特定任务或实验相关的自定义元数据,从而增强该格式在不同科学领域的实用性。
VICAR 文件通常使用美国国家航空航天局和其他参与科学研究的组织开发的专门软件进行处理和分析。这些工具能够处理从 VICAR 图像中提取有意义信息所需的复杂操作,例如图像重建、几何校正、辐射校准等。此外,还提供了软件库,允许开发人员将 VICAR 文件处理功能集成到自定义应用程序中,从而促进为特定研究需求开发定制解决方案。
尽管具有显着的优势,但 VICAR 图像格式的使用主要限于科学界和某些专门的应用程序。这种有限的采用主要是由于其特性的特殊性和其结构的复杂性,这些特性和结构经过专门设计以满足科学成像的独特要求。然而,对于从事空间探索、行星科学和天体物理学等领域的研究人员和科学家来说,VICAR 格式是一个无价的工具,它提供了精度、灵活性以及管理复杂图像数据的全面框架。
VICAR 图像格式的开发和维护突出了美国国家航空航天局喷气推进实验室与更广泛的科学界之间的合作努力。随着空间探索任务的复杂性和规模不断增长,拥有一个通用且强大的图像格式的重要性变得越来越明显。通过对 VICAR 格式的改进和支持工具的开发,研究人员可以继续依赖此格式来捕获和分析这些任务生成的大量图像数据。
多年来,标准的重要性在科学界得到了越来越多的认可。VICAR 格式以其有据可查的结构和适应性,成为标准化数据格式在促进科学研究中发挥关键作用的一个主要示例。通过确保不同任务和研究项目之间的 一致性和兼容性,像 VICAR 这样的标准使科学家能够更有效地共享、比较和分析数据。
展望未来,VICAR 图像格式的未来可能会受到科学界不断变化的需求和成像技术进步的影响。随着新传感器和仪器的开发,产生更高分辨率的图像和不同类型的数据,VICAR 格式可能会进一步增强以适应这些创新。此外,将人工智能和机器学习技术集成到图像分析过程中可以成为催化剂,使 VICAR 格式能够支持新的数据类型和分析方法。
总之,VICAR 图像格式在科学界(特别是在空间探索和行星科学领域)的图像数据存储和分析中发挥着至关重要的作用。其灵活且可扩展的结构,加上对各种数据类型和维度的强大支持,使其成为研究人员的强大工具。随着科学成像领域的不断发展,VICAR 格式的适应性确保它将继续与未来探索和研究计划生成的大量数据保持相关性和价值。
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