EXIF（可交換圖像檔案格式）是相機和手機嵌入到圖像檔案中的擷取元數據的區塊，如曝光、鏡頭、時間戳，甚至GPS。它使用打包在JPEG和TIFF等格式中的TIFF風格標籤系統。它對於照片庫中的可搜索性、排序和自動化至關重要，但如果粗心共享，也可能成為無意的洩漏路徑（ExifTool和Exiv2使其易于檢查）。
在底層，EXIF重用TIFF的圖像檔案目錄（IFD）結構，在JPEG中，它位於APP1標記（0xFFE1）內，有效地將一個小的TIFF檔案嵌套在JPEG容器中（JFIF概述；CIPA規範門戶）。官方規範——CIPA DC-008（EXIF），目前為3.x版——記錄了IFD佈局、標籤類型和约束（CIPA DC-008；規範摘要）。EXIF定義了一個專用的GPS子IFD（標籤0x8825）和一個互操作性IFD（0xA005）（Exif標籤表）。
實現細節很重要。典型的JPEG以JFIF APP0段開始，後跟APP1中的EXIF。舊的閱讀器首先期望JFIF，而現代庫則可以毫無問題地解析兩者（APP段說明）。在實踐中，解析器有時會假設规范不要求的APP順序或大小限制，因此，工具的開發者會記錄下一些特殊的行為和邊緣情況（Exiv2元數據指南；ExifTool文檔）。
EXIF不限於JPEG/TIFF。PNG生 態系統標準化了eXIf區塊以在PNG檔案中攜帶EXIF數據（支持正在增長，並且塊相對於IDAT的排序在某些實現中可能很重要）。WebP是一種基於RIFF的格式，可在專用區塊中容納EXIF、XMP和ICC（WebP RIFF容器；libwebp）。在Apple平台上，Image I/O在轉換為HEIC/HEIF時會保留EXIF數據，以及XMP數據和製造商資訊（kCGImagePropertyExifDictionary）。
如果您想知道應用程序如何推斷相機設置，EXIF的標籤映射就是答案：Make、Model、FNumber、ExposureTime、ISOSpeedRatings、FocalLength、MeteringMode、等都存在於主IFD和EXIF子IFD中（Exif標籤；Exiv2標籤）。Apple通過Image I/O常量（如 ExifFNumber 和 GPSDictionary）公開這些。 在Android上， AndroidX ExifInterface 可以跨JPEG、PNG、WebP和HEIF讀取和寫入EXIF數據。
方向值得特別一提。大多數設備將像素存儲為“拍攝時”的狀態，並記錄一個標籤，告訴查看器如何在顯示時旋轉。 這就是標籤274（Orientation），其值如1（正常）、6（順時針90°）、3（180°）、8（270°）。不遵守或錯誤地更新此標籤會導致照片旋轉、縮略圖不匹配以及後續處理階段的機器學習錯誤 (方向標籤;實用指南). 在處理流程中，通常會通過物理旋轉像素並將Orientation設置為1來進行規範化 (ExifTool).
計時比看起來要復雜。像DateTimeOriginal這樣的歷史標籤缺少時区，這使得跨界拍攝變得模棱两可。 較新的標籤添加了時区資訊，例如OffsetTimeOriginal，因此軟件可以記錄DateTimeOriginal加上UTC偏移量（例如-07:00），以便进行準確的排序和地理關聯 (OffsetTime*標籤;標籤概述).
EXIF與IPTC照片元數據（標題、創作者、權利、主題）和XMP（Adobe的基於RDF的框架，已標準化為ISO 16684-1）共存，有時甚至重疊。 在實踐中，正確實現的軟件會協調相機創作的EXIF數據和用戶創作的IPTC/XMP數據，而不會丟棄任何一個 (IPTC指南;LoC關於XMP;LoC關於EXIF).
隱私問題使EXIF成為一個有爭議的話題。地理標籤和設備序列號不止一次地暴露了敏感位置；一個著名的例子是2012年Vice雜誌上John McAfee的照片，據報導，其中的EXIF GPS坐標暴露了他的行踪 (Wired;The Guardian). 许多社交平台在上傳時會刪除大部分EXIF數據，但實現方式各不相同，並且會隨著時間的推移而變化。建議通過下載您自己的帖子並使用 適當的工具進行檢查来驗證 (Twitter媒體帮助;Facebook帮助;Instagram帮助).
安全研究人員也密切關注EXIF解析器。廣泛使用的庫（例如libexif）中的漏洞包括由格式錯誤的標籤觸發的緩衝區溢出和越界讀取。因為EXIF是 可預測位置的結構化二進制文件，所以很容易製作這些標籤 (公告;NVD搜索). 如果從不受信任的來源接收文件，保持元 數據相關庫的更新並在隔離環境（沙盒）中處理圖像是非常重要的。
如果使用得當，EXIF是連接照片目錄、權利工作流程和計算機視覺管道的關鍵元素。如果使用不當，它就成了您可能不想分享的數位足跡。好消息是：生態系統——規範、操作系統API和工具——為您提供了所需的控制 (CIPA EXIF;ExifTool;Exiv2;IPTC;XMP).
EXIF（可交換圖像檔案格式）數據是關於照片的一系列元數據，例如相機設置、照片拍攝的日期和時間，以及在GPS啟用時的位置資訊。
大多數圖像檢視器和編輯器（例如 Adobe Photoshop、Windows 照片檢視器等）都允許檢視 EXIF 數據。通常只需打開檔案的屬性或資訊面板即可。
是的，可以使用 Adobe Photoshop、Lightroom 等專用軟體或易於使用的在線工具來編輯 EXIF 數據，從而修改或刪除特定的元數據欄位。
有。如果 GPS 啟用，嵌入 EXIF 元數據中的位置數據可能會洩漏相片拍攝地點的敏感地理資訊。因此建議在分享照片時移除或模糊化這些數據。
許多軟體程式允許你移除 EXIF 數據。這個過程通常被稱為 '剝除' EXIF 數據。也存在許多線上工具提供此功能。
為了維護用戶隱私，大多數社交媒體平台，如 Facebook、Instagram 和 Twitter，將自動剝除圖像的 EXIF 數據。
EXIF 數據可以包括相機模型、拍攝的日期與時間、焦距、曝光時間、光圈、ISO 設置、白平衡設置，和 GPS 位置等詳細資訊。
對攝影師而言，EXIF 數據是了解照片具體拍攝設置的寶貴指南。這些資訊有助於改進技術並在未來重現相似的拍攝條件。
不，只有在使用支持 EXIF 元數據的設備（如數位相機和智能手機）拍攝的圖像才會包含這些數據。
是的，EXIF 數據遵循由日本電子產業開發協會 (JEIDA) 設定的標準。然而，特定的製造商可能會包含額外的專屬資訊。
JPEG，全稱聯合圖像專家小組，是一種廣泛用於數位影像有損壓縮的方法，特別是針對數位攝影產生的影像。壓縮程度可以調整，允許在儲存大小和影像品質之間進行選擇性的權衡。JPEG 通常可以達到 10:1 的壓縮比，而影像品質幾乎沒有明顯損失。
JPEG 壓縮演算法是 JPEG 標準的核心。這個過程從將數位影像從其典型的 RGB 色彩空間轉換為稱為 YCbCr 的不同色彩空間開始。YCbCr 色彩空間將影像分為亮度 (Y)，代表亮度等級，以及色度 (Cb 和 Cr)，代表色彩資訊。這種分離是有益的，因為人眼對亮度的變化比對色彩更敏感，這讓壓縮可以利用這一點，比亮度更壓縮色彩資訊。
一旦影像進入 YCbCr 色彩空間，JPEG 壓縮過程的下一步就是對色度通道進行降採樣。降採樣會降低色度資訊解析度，這通常不會顯著影響影像的感知品質，因為人眼對色彩細節的敏感度較低。這個步驟是可選的，可以根據影像品質和檔案大小之間所需的平衡進行調整。
降採樣後，影像會被分成區塊，通常大小為 8x8 像素。然後每個區塊會個別處理。處理每個區塊的第一步是套用離散餘弦轉換 (DCT)。DCT 是一種數學運算，將空間域資料（像素值）轉換為頻率域。結果是一個頻率係數矩陣，以其空間頻率組成表示影像區塊的資料。
DCT 產生的頻率係數接著會被量化。量化是將一大組輸入值對應到一個較小的集合的過程——在 JPEG 的情況下，這表示降低頻率係數的精度。這是壓縮中有損失的部分，因為一些影像資訊會被捨棄。量化步驟由量化表控制，它決定對每個頻率組成套用多少壓縮。量化表可以調整為偏好較高的影像品質（較少壓縮）或較小的檔案大小（更多壓縮）。
量 化後，係數會以鋸齒形順序排列，從左上角開始，並遵循一個優先考慮較低頻率組成而非較高頻率組成的模式。這是因為較低頻率組成（代表影像中較均勻的部分）比較高頻率組成（代表較精細的細節和邊緣）對整體外觀更重要。
JPEG 壓縮過程的下一步是熵編碼，這是一種無損壓縮的方法。JPEG 中最常見的熵編碼形式是霍夫曼編碼，儘管算術編碼也是一種選擇。霍夫曼編碼的工作原理是為較頻繁出現的項目分配較短的碼，為較不頻繁出現的項目分配較長的碼。由於鋸齒形排序傾向於將類似的頻率係數分組在一起，因此它提高了霍夫曼編碼的效率。
熵編碼完成後，壓縮資料會儲存在符合 JPEG 標準的檔案格式中。此檔案格式包含一個標頭，其中包含有關影像的資訊，例如其尺寸和使用的量化表，接著是霍夫曼編碼的影像資料。檔案格式也支援包含元資料，例如 EXIF 資料，其中可能包含有關用於拍攝照片的相機設定、拍攝日期和時間以及其他相關詳細資訊。
當開啟 JPEG 影像時，解壓縮過程基本上會反轉壓縮步驟。霍夫曼編碼的資料會被解碼，量化的頻率係數會使用壓縮期間使用的相同量化表進行反量化，並將反離散餘弦轉換 (IDCT) 套用於每個區塊，將頻率域資料轉換回空間域像素值。
反量化和 IDCT 過程會因為壓縮的有損性質而引入一些錯誤，這就是為什麼 JPEG 不適合會進行多次編輯和重新儲存的影像。每次儲存 JPEG 影像時，它都會再次經歷壓縮過程，並且會遺失額外的影像資訊。這可能會隨著時間推移導致影像品質明顯下降，這種現象稱為「世代損失」。
儘管 JPEG 壓縮具有有損性質，但由於其靈活性與效率，它仍然是一種流行的影像格式。JPEG 影像的檔案大小可以非常小，這使其非常適合用於網路，在網路 中頻寬和載入時間是很重要的考量因素。此外，JPEG 標準包含漸進模式，允許影像以這樣的方式編碼，使其可以分多個步驟解碼，每個步驟都會提高影像解析度。這對於網路影像特別有用，因為它允許快速顯示低品質版本的影像，隨著更多資料下載，品質會提升。
JPEG 也有一些限制，並不總是所有類型影像的最佳選擇。例如，它不適合具有銳利邊緣或高對比文字的影像，因為壓縮會在這些區域周圍產生明顯的偽影。此外，JPEG 不支援透明度，這是 PNG 和 GIF 等其他格式提供的功能。
為了解決原始 JPEG 標準的一些限制，已經開發了新的格式，例如 JPEG 2000 和 JPEG XR。這些格式提供了更高的壓縮效率、支援更高的位元深度，以及透明度和無損壓縮等額外功能。然而，它們尚未達到與原始 JPEG 格式相同的廣泛採用程度。
總之，JPEG 影像格式是數學、人類視覺心理學和電腦科學的複雜平衡。其廣泛使用證明了它在縮小檔案大小的同時，維持大多數應用程式可以接受的影像品質的有效性。了解 JPEG 的技術方面可以幫助使用者在何時使用此格式以及如何針對品質和檔案大小的平衡最佳化其影像，以最符合其需求做出明智的決定。
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