JPEG系列二 JPEG文件中的EXIF（上）
作者：互联网
原文地址:https://blog.csdn.net/shelldon/article/details/54234426
JPEG图片中的EXIF信息遵循TIFF格式标准，因此EXIF分为上下两篇。
上篇介绍一下TIFF文件格式，下篇介绍EXIF在JPEG中的作用和存储的信息。TIFF文件格式简介
TIFF - Tag Image File Format文件格式最早是为了存储扫描仪图像而设计的。它的最大的特点就是与计算机的结构、操作系统以及图形硬件系统无关。它可处理黑白、灰度、彩色图像。在存储真彩色图像时和BMP格式一样，直接存储RGB三原色的浓度值而不使用彩色映射（调色板）。对于介质之间的交换，TIF称得上是位图格式的最佳选择之一。 TIFF的全面性也产生了不少问题，它的包罗万象造成结构较为复杂，变体很多，兼容性较差，它需要大量的编程工作来全面译码。例如，TIF图像数据可以用几种不同的方法压缩，用一个程序来读出所有的TIF几乎是不可能的。
TIFF文件格式结构 TIFF图一般由三个部分组成：文件头（简称IFH）、文件目录（简称IFD）、图像数据。TIF图像文件的一般组织形式是：IFH——图像数据——IFD。 IFD数据结构并不一定紧跟在IFH后面，相反，它常常位于图像数据的后面。
1、图像文件头（Image File Header简称IFH）
IFH结构描述(图1)
IFH数据结构包含3个成员共计8个字节：
| 名称 | 字节数 | 数据类型 | 说明 |
| Byte order | 2 | Integer | TIF标记，其值为“MM”(0x4d4d)或“II”(0x4949) 0x4d4d表示该TIFF图是Motoral整数格式，即BigEndian； 0x4949表示该图是Intel整数格式，即LittleEndian。 |
| Version | 2 | Integer | 版本号，其值恒为0x2A 00 |
| Offset to first IFD | 4 | Long | 第一个IFD相对文件开始处的偏移量（可能会有多个顺序排列的IFD） |
2、图像文件目录（Image File Directory简称IFD）
IFD及DE结构描述(图2)
IFD结构 IFD是TIFF图像文件中重要的数据结构，它包含了三个成员：DE count、DE、next IFD offset。 由于一个TIFF文件中可以有多个图像，而一个IFD只标识一个图像的所有属性（或称之为“标签”），所以，一个TIFF文件中有几个图像，就会有几个IFD。
IFD的结构：
| 名称 | 字节数 | 数据类型 | 说明 |
| Directory Entry Count | 2 | Integer | 该IFD中DE的数量 |
| Directory Entry(1) | 12 | Integer | DE，“目录项” |
| Directory Entry(2) | 12 | Integer | DE的个数是不定的，因为每个DE只标识了图像的一个属性，那么这幅图像有N个属性就会有N个DE； |
| …… | 用户甚至可添加自定义的标记属性，这就是为什么称TIF格式文件为“可扩充标记的文件”的原因。 | ||
| Directory Entry(N) | 12 | Integer | |
| Offset to next IFD | 4 | Long | 下一个IFD相对于文件开始处的位置，这是一个链式结构。 如果该数字为0，表示已经是最后一个IFD。 如果该TIF文件只包含了一幅图像，那么就只有一个IFD，这个偏移量也会等于0。 |
DE目录入口（Directory Entry） 一个DE就是一幅图像的某一个属性。例如图像的大小、分辨率、是否压缩、像素的行列数、颜色深度（单色、16色、256色、真彩色）等等。
DE结构：
| 名称 | 字节数 | 数据类型 | 说明 |
| tag | 2 | Integer | 本属性的标签编号。在图像文件目录中，它是按照升序排列的（但不一定是连续的） |
| type | 2 | Integer | 本属性值的数据类型 |
| length | 4 | Long | 该类型数据的个数 |
| valueOffset | 4 | Long | 属性值的存放偏移量。 tagID代表的变量值相对文件开始处的偏移量，但如果变量值占用的空间不多于4个字节（例如只有1个Integer类型的值），那么该值就直接存放在valueOffset中，没必要再另外指向一个地方了。 |
DE中标签编号的含义
| TagID | 属性名称 | type | 说明 |
| 0100 | 图像宽 | Integer | |
| 0101 | 图像高 | Integer | |
| 0102 | 颜色深度 | Integer | 1为单色，4为16色，8为256色。 如果该类型数据个数＞2个，说明是真彩图像 |
| 0103 | 图像数据是否压缩 | Integer | 压缩方式(1/2/5/6/32773)，1为不压缩，其他表示压缩 |
| 0106 | 图像是否采用反色显示 | Integer | 01表示反色，否则表示不反色 对于RGB图，该值是2 |
| 0111 | 图像扫描线偏移量 | Long | 图像数据起始字节相对于文件开始处的位置 |
| 0116 | 图像扫描线的数量 | Long | 表示图像有几行扫描线，实际上等于图像高度 |
| 0117 | 图像数据字节总数 | Integer | 一般是个偶数。如果是奇数，那么实际存放时会在后面补一个0，但这个0不会计算在字节总数之内。 |
| 011A | 水平分辩率偏移量 | RATIONAL | 单位：像素/英寸 分数型的属性，其值要占用8个字节，所以在valueOffset中存放的肯定是它的具体数值的偏移量，而不是数值本身。下同。 |
| 011B | 垂直分辩率偏移量 | RATIONAL | 单位：像素/英寸 |
| 011C | 像素存储顺序 | Integer | 每个像素的（R，G，B）是如何存储的。1表示按照RGBRGB的顺序来存储 |
| 0128 | X/Y分辨率单位 | Integer | X/Y轴分辨率的单位 |
| 0131 | 生成该图像的软件名 | ASCII | 字符型属性。值所占用的空间也会大于4字节，所以在valueOffset中存放的也是它们的值的偏移量，而不是值本身。下同。 |
| 0132 | 生成该图像的时间 | ASCII | |
| 0140 | 调色板偏移量 | Integer | 256色和16色图像才有此属性，而且有连续2个调色板，但属性的length值只表示出1个调色板 |
在TIFF6.0中，定义了12种数据类型，分别是：
|
3、TIFF中的图像数据 图像数据。这些数据可能是压缩的，也可能是未压缩的。如果经过压缩，那么压缩算法又有许多种，所以，图像数据是TIF文件中最为复杂的部分，暂还没有哪个软件能译出所有的压缩算法。
TIFF实例 用画图程序新建一个17*15的白色图像，另存为TIF文件：
0000: 49 49 2A 00 4E 00 00 00 80 3F E0 50 38 24 16 0D
0010: 07 84 42 61 50 B8 64 36 1D 0F 88 44 62 51 38 A4
0020: 56 2D 17 8C 46 63 51 B8 E4 76 3D 1F 90 48 64 52
0030: 39 24 96 4D 18 80 80 00 60 00 00 00 01 00 00 00
0040: 60 00 00 00 01 00 00 00 08 00 08 00 08 00 0F 00
0050: FE 00 04 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 01 03 00
0060: 01 00 00 00 11 00 00 00 01 01 03 00 01 00 00 00
0070: 0F 00 00 00 02 01 03 00 03 00 00 00 48 00 00 00
0080: 03 01 03 00 01 00 00 00 05 00 00 00 06 01 03 00
0090: 01 00 00 00 02 00 00 00 11 01 04 00 01 00 00 00
00A0: 08 00 00 00 15 01 03 00 01 00 00 00 03 00 00 00
00B0: 16 01 04 00 01 00 00 00 0F 00 00 00 17 01 04 00
00C0: 01 00 00 00 2F 00 00 00 1A 01 05 00 01 00 00 00
00D0: 38 00 00 00 1B 01 05 00 01 00 00 00 40 00 00 00
00E0: 1C 01 03 00 01 00 00 00 01 00 00 00 28 01 03 00
00F0: 01 00 00 00 02 00 00 00 3D 01 03 00 01 00 00 00
0100: 01 00 00 00 00 00 00 00
简要分析（注意转换16进制数据时，低位在前，高位在后）：
0000－0007：49 49 2A 00 4E 00 00 00 文件头，0x49 49表示该图是Intel整数格式；0x2A 00表示TIFF版本号；0x4E表示第一个IFD的偏移量为4E。
004E－0107：第一个IFD。 Directory Entry Count的值0x0F为15，表示这个IFD中有15个DE。
每个DE占用12字节，15个DE共占用180字节，加上Directory Entry Count占用的2字节，再加上Offset to next IFD占用的4字节，这个IFD共占用186字节，换算为16进制就是BA，所以，它的数据结束于0x4E + 0xBA = 0107。
Offset to next IFD的值（最后4个字节）均为0，表示整幅图像文件只有这一个IFD。
其中15个DE的描述：
| 序号 | 偏移量 | TagID | Type | length | Value/Offset | 说明 |
| 1 | 0050 | 00FE | Long | 1 | 00 | 未知属性值＝0 |
| 2 | 005C | 0100 | Integer | 1 | 11 | 图像宽为17像素（10进制） |
| 3 | 0068 | 0101 | Integer | 1 | 0F | 图像高为15像素（10进制） |
| 4 | 0074 | 0102 | Integer | 3 | 48 | 3个Integer类型的值，共计6字节 所以Value/Offset中存放的是其值的偏移量。 其值存放在48－4D |
| 5 | 0080 | 0103 | Integer | 1 | 05 | 图像是压缩数据，压缩类型为5 |
| 6 | 008C | 0106 | Integer | 1 | 02 | 图像不反色显示 |
| 7 | 0098 | 0111 | Long | 1 | 08 | 图像数据起始字节为8 |
| 8 | 00A4 | 0115 | Integer | 1 | 03 | 未知属性值＝3 |
| 9 | 00B0 | 0116 | Long | 1 | 0F | 图像扫描线有15行 |
| 10 | 00BC | 0117 | Long | 1 | 2F | 图像共有47个字节的压缩数据 |
| 11 | 00C8 | 011A | RATIONAL | 1 | 38 | 水平分辩率存放在38－3F |
| 12 | 00D4 | 011B | RATIONAL | 1 | 40 | 垂直分辩率存放在40－47 |
| 13 | 00E0 | 011C | Integer | 1 | 01 | 像素存储顺序， 1为RGB |
| 14 | 00EC | 0128 | Integer | 1 | 02 | Xresolution和Yresolution的单位，值为2 |
| 15 | 00F8 | 013D | Integer | 1 | 01 | 未知属性值＝1 |
0008－0037：图像数据。 注意最后那个0是补加的，它没有统计在“图像数据字节总数”属性值中。
0038－003F：60 00 00 00 01 00 00 00 水平分辩率值，8个字节。
由于它是分数类型，前4个字节是分子，其值为0x60 00 00 00，转换为10进制就是96，后4个字节是分母，其值是0x01 00 00 00，转换为10进制就是1。所以，分数值是96/1，它表示每英寸96像素
0040－0047：60 00 00 00 01 00 00 00 垂直分辩率值。同样为96像素。
0048－004D：08 00 08 00 08 00 颜色深度值。3个整型数据值都为8，表示这是一幅24位图像。
TIFF格式参考 http://www.pediy.com/kssd/pediy12/109316.html http://bbs.pfan.cn/post/309477.html
标签：00,01,系列,字节,EXIF,JPEG,IFD,图像,Integer 来源： https://blog.csdn.net/wllw7176/article/details/115548120