关于十六进制形式的 EXIF 的问题

Question

我试图了解 jpeg 文件（十六进制）的 EXIF 标头部分以及如何理解它，以便我可以提取数据，特别是 GPS 信息。无论好坏，我正在使用 VB.Net 2008（抱歉，这是我现在能掌握的）。我已经将 jpg 的前 64K 提取到字节数组中，并且对数据的排列方式有一个模糊的概念。使用 EXIF 规范文档 2.2 和 2.3 版，我看到有一些标签，它们应该与文件中的实际字节序列相对应。我看到有一个“GPS IFD”，其值为 8825（十六进制）。我在文件中搜索十六进制字符串 8825（我理解为两个字节 88 和 25），然后我相信 8825 后面有一个字节序列。我怀疑这些后续字节表示文件中的位置，通过通过偏移方式，可以定位 GPS 数据。例如，我有以下十六进制字节，从 88 25 开始： 88 25 00 04 00 00 00 01 00 00 05 9A 00 00 07 14. 我要查找的字符串是否超过 16 个字节？我的印象是，在这串数据中，它应该告诉我在文件中哪里可以找到实际的 GPS 数据。

查看 http://search.cpan .org/~bettelli/Image-MetaData-JPEG-0.153/lib/Image/MetaData/JPEG/Structures.pod#Exif_and_DCT，页面中间，它谈到“每个 IFD 块都是一个结构化的记录序列，用 Exif 行话来说，称为互操作性数组。第 0 个 IFD 的开头由“IFD0_Pointer”值给出。 IFD 的结构如下：

那么，什么是 IFD0_Pointer？与偏移量有关系吗？我认为偏移量距起始点有很多字节。如果这是真的，那么起点在哪里？

感谢您的任何回复。

戴尔

Answer 1

我建议您阅读 Exif 规范 (PDF)；它很清楚并且很容易遵循。作为简短的入门知识，这里是我写的文章的摘要：

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A JPEG /Exif 文件以图像标记 (SOI) 的开头开始。 SOI 由两个魔术字节 0xFF 0xD8 组成，将文件标识为 JPEG 文件。 SOI 之后是许多应用程序标记部分（APP0、APP1、APP2、APP3...），通常包括元数据。

应用程序标记部分

每个 APPn 部分都以一个标记开始。对于 APP0 部分，标记为 0xFF 0xE0，对于 APP1 部分，标记为 0xFF 0xE1，依此类推。标记字节后面跟着两个字节，表示该部分的大小（不包括标记，包括大小字节）。长度字段后面是可变大小的应用程序数据。 APPn 部分是连续的，因此您可以跳过整个部分（通过使用部分大小），直到到达您感兴趣的部分。APPn 部分的内容各不相同，以下仅适用于 Exif APP1 部分。

Exif APP1 部分

Exif 元数据存储在一个 APP1 部分中（可能有多个 APP1 部分）。 Exif APP1 部分中的应用程序数据由 Exif 标记 0x45 0x78 0x69 0x66 0x00 0x00 ("Exif\0\0")、TIFF 标头和一些图像文件目录 (IFD) 部分。

TIFF 标头

TIFF 标头包含有关 IFD 部分的字节顺序的信息以及指向第 0 个 IFD 的指针。如果字节顺序是小端字节序，则前两个字节为 0x49 0x49（对于 Intel，II）或 0x4D 0x4D（MM 对于摩托罗拉）用于大端字节序。接下来的两个字节是魔术字节0x00 0x2A (42 ;))。接下来的四个重要字节将告诉您从 TIFF 标头开始处到第 0 个 IFD 的偏移量。

重要提示：JPEG 文件本身（您到目前为止所阅读的内容）将始终采用大端格式。但是，IFD小节的字节顺序可能不同，需要转换（您可以从上面的TIFF头中知道字节顺序）。

图像文件目录

一旦到达这里，您就可以将指针指向第 0 个 IFD 部分，并准备好读取实际的元数据。其余的 IFD 在不同的地方被引用。 Exif IFD 和 GPS IFD 的偏移量在第 0 个 IFD 字段中给出。第 0 个 IFD 字段后给出第一个 IFD 的偏移量。 Exif IFD 中给出了互操作性 IFD 的偏移量。

IFD 只是元数据字段的连续记录。字段计数在 IFD 的前两个字节中给出。字段计数后面是 12 字节字段。在这些字段之后，有一个从 TIFF 标头的开头到第一个 IFD 的开头的 4 字节偏移量。该值仅对第 0 个 IFD 有意义。接下来是 IFD 数据部分。

IFD 字段

字段是 IFD 部分的 12 字节子部分。每个字段的前两个字节给出 Exif 标准中定义的标签 ID。接下来的两个字节给出了字段数据的类型。 1 代表 byte，2 代表 ascii，3 代表 >short (uint16)、4 表示 long (uint32) 等。检查 Exif完整列表的规范。

接下来的四个字节可能有点令人困惑。对于字节数组（ascii 和未定义类型），给出了数组的字节长度。例如，对于 Ascii 字符串："Exif"，计数将为 5（包括空终止符）。对于其他类型，这是场分量的数量（例如 4 个空头，3 个有理数）。

计数之后，我们得到 4 字节字段值。然而，如果字段数据的长度超过4个字节，它将被存储在IFD数据部分。在这种情况下，该值将是从 TIFF 标头的开头到字段数据的开头的偏移量。例如，对于 long（uint32，4 字节），这将是字段值。对于有理数（2 x uint32，8 字节），这将是 8 字节字段数据的偏移量。

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这基本上就是元数据在 JPEG/Exif 文件中的排列方式。有一些注意事项需要记住（记住根据需要转换字节顺序，偏移量是从 TIFF 标头的开头开始，跳转到数据部分以读取长字段，...），但格式非常容易阅读。以下是 JPEG/Exif 文件的颜色编码十六进制视图。蓝色块代表 SOI，橙色块代表 TIFF 标头，绿色块代表 IFD 大小和偏移字节，浅紫色块代表 IFD 字段，深紫色块代表字段数据。

Answer 2

这是我编写的用于修改 exif 标头的 php 脚本。

<?php

$full_image_string=file_get_contents("torby.jpg");

$filename="torby.jpg";

if (isset($_REQUEST['filename'])){$filename=$_REQUEST['filename'];}

if (array_key_exists('file', $_REQUEST)) {
    $thumb_image = exif_thumbnail($_REQUEST['file'], $width, $height, $type);
} else {
    $thumb_image = exif_thumbnail($filename, $width, $height, $type);
}
if ($thumb_image!==false) {
    echo $thumb_image;

$thumblen=strlen($thumb_image);

echo substr_count($full_image_string,$thumb_image);

$filler=str_pad("%%%THUMB%%%", $thumblen);

$full_image_string=str_replace($thumb_image,$filler,$full_image_string);

file_put_contents("torby.jpg",$full_image_string);

    exit;
} else {
    // no thumbnail available, handle the error here
    echo 'No thumbnail available';
}
?>