Цифрлік кескіндердегі метадеректер стандарты (Exif)

Кіріспе

Цифрлық кескіндердегі метадеректер стандарты – бейне және дыбыс файлдарындағы метадеректерді сақтау форматы. Бұл стандарт Exif кескінінің файлдық спецификациясынан және Exif дыбыстық файлдық спецификациясынан тұрады.

Нұсқалар тарихы

Exif-тің бастапқы анықтамасын Жапонияның Электрондық Индустрияны Дамыту Ассоциациясы (JEIDA) жасады. Анықтаманың 2.1 нұсқасы 1998 жылғы 12 маусымда жарияланды. JEITA Exif 2.2 нұсқасын (әрі қарай "Exif Print" деп те аталады) 2002 жылғы 20 ақпанда жасады және 2002 жылғы сәуірде жариялады. 2.21 нұсқасы (Adobe RGB қолдауымен) 2003 жылғы 11 шілдеде жарияланды, бірақ DCF 2.0 нұсқасынан кейін 2003 жылғы қыркүйекте шығарылды. 2.3 нұсқасы 2010 жылғы 26 сәуірде жарияланды, 2013 жылғы шілдеде 2.31 нұсқасына дейін, ал 2019 жылғы 17 мамырда 2.32 нұсқасына дейін қайта қарастырылды, оны JEITA және CIPA бірлесіп жасады. Соңғы нұсқасы 3.0 2023 жылғы мамыр айында жарияланды және басқалармен қатар, ASCII емес кодтамадағы мәтіндік деректерге мүмкіндік беретін UTF 8 қолдауын қамтиды. +VersionsVersionRelease DateChanges1.0Қазан 1995Io пакетіне тәуелділікті жою1.1Мамыр 19972.0Қараша 1997MIT лицензиясына лицензияны өзгерту2.1Желтоқсан 19982.2Сәуір 2002HEIC қолдауын қосу2.21Қыркүйек 2003"Exif Print" қосымшасы2.21 (біріктірілген нұсқа)Қыркүйек 20092.3Сәуір 20102.3 (қайта қарастырылған)Желтоқсан 20122.31Шілде 20162.32Мамыр 20193.0Мамыр 2023UTF 8 дерек типі

Техникалық

Exif тегтерінің құрылымы TIFF файлдарынан алынған. Көптеген суреттерге тән қасиеттер бойынша TIFF, Exif, TIFF/EP және DCF стандарттарындағы тегтер арасында үлкен үйлесімділік бар. Сипаттамалық метадеректер үшін Exif, IPTC Ақпарат алмасу моделі және XMP ақпараты арасында да үйлесімділік бар, олар JPEG файлына енгізілуі мүмкін. Метадеректер жұмыс тобы осы стандарттар арасындағы тегтерді сәйкестендіру бойынша ұсынымдар береді. C және Adobe XMP Toolkit немесе C++ үшін Exiv2, Java үшін Metadata Extractor, Python үшін PIL/Pillow, Perl үшін LEADTOOLS немесе ExifTool файлдардан Exif деректерін талдауға және Exif тегтерінің мәндерін оқуға/жазуға мүмкіндік береді.

Техникалық

Exif форматында бірқатар кемшіліктер бар, көбінесе ескі файлдық құрылымдарды пайдаланумен байланысты. Exif-ті TIFF файлдық құрылымынан файлдардағы смещение нүктелері арқылы алу деректерді файлдың кез келген жеріне таратуға мүмкіндік береді, яғни бағдарламалық жасақтама кодтамайтын немесе декодтамайтын кез келген нүктені немесе сәйкес деректерді бұзуы мүмкін. Осы себепті көптеген сурет редакторлары сақтағанда Exif метадеректерін белгілі бір дәрежеде зақымдайды немесе жояды. Стандартта MakerNote тегі анықталған, ол камера өндірушілеріне файлға кез келген арнайы форматтағы метадеректерді орналастыруға мүмкіндік береді. Бұл әдісті камера өндірушілері Exif стандартында келтірілмеген камера параметрлерін, мысалы, түсіру режимдерін, өңдеуден кейінгі параметрлерді, сериялық нөмірді, фокус режимдерін және т.б. сақтау үшін жиі пайдаланады. Тег мазмұны меншік құқығымен қорғалған және өндірушіге тән болғандықтан, бұл ақпаратты кескіннен алу немесе кескінді қайта жазу кезінде оны дұрыс сақтау қиын болуы мүмкін. Өндірушілер ақпараттың бөліктерін шифрлай алады; мысалы, кейбір Nikon камералары MakerNote деректеріндегі егжей-тегжейлі линза деректерін шифрлайды. Exif жиі сканерлер арқылы жасалған суреттерде қолданылады, бірақ стандартта сканерге тән ақпаратқа ешқандай ереже жоқ. Сурет өңдеу бағдарламалық жасақтамасы кейде өңдеу операциясынан кейін кіріктірілген миниатюраны жаңарта алмайды, бұл пайдаланушының беймәлім түрде құпия ақпаратты жариялауына әкелуі мүмкін. Мысалы, біреу көліктің тіркеу нөмірін (жеке өмірді сақтау үшін) өшіріп тастауы мүмкін, бірақ миниатюра жаңартылмаған, яғни ақпарат әлі де көрінеді. Exif метадеректерінің көлемі JPEG кескіндерінде 64 кБ-қа дейін шектеледі, өйткені ерекшелікке сәйкес бұл ақпарат бір JPEG APP1 сегментінде болуы керек. FlashPix кеңейтулері ақпаратты бірнеше JPEG APP2 сегменттеріне таратуға мүмкіндік берсе де, бұл кеңейтулер жиі қолданылмайды. Бұл кейбір камера өндірушілерін кейбір цифрлық камераларда LCD экранында қарау үшін қолданылатын үлкен алдын ала қарау суреттерін сақтау үшін стандартты емес әдістерді әзірлеуге итермеледі. Бұл стандартты емес кеңейтулер, егер пайдаланушы кескінді сурет редакторы бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып қайта сақтаса, әдетте жоғалады, бұл кескінді оны жасаған бастапқы камерамен үйлесімсіз етеді. (2009 жылы CIPA осы кемшілікті жоятын және JPEG кескіндеріндегі үлкен алдын ала қарауларды сақтаудың стандартты әдісін ұсынатын Multi Picture Object спецификациясын шығарды.) Уақыт белдеуі туралы ақпаратты уақытпен бірге жазу мүмкін емес, осылайша сақталған уақыт екіұшты болады. Алайда, уақыт белдеуі туралы ақпарат жақында Exif 2.31 нұсқасымен (шілде 2016 ж.) енгізілді. Байланысты белгілер: "OffsetTime", "OffsetTimeOriginal" және "OffsetTimeDigitized". Камераның акселерометрлерінің немесе инерциялық навигациялық жүйенің көрсеткіштерін жазу үшін стандартты өріс жоқ. Мұндай деректер кескін сенсорының XYZ координаттар жүйесі мен гравитация векторының арасындағы байланысты анықтауға көмектеседі (яғни, бұл кескінде қай жақ төмен). Сондай-ақ, фотосуреттер тізбегінде камераның салыстырмалы орналасуын немесе бағытын анықтауға мүмкіндік береді. Кейбір бағдарламалық қамтамасыз ету бұл ақпаратты GPSImgDirection тегін және GPSPitch және GPSRoll тегтерін пайдалана отырып жазады. XResolution және YResolution тегтері суреттің ені мен биіктігі үшін ұзындығы бірлігіне пиксельдер санын көрсетеді. (Ұзындық бірлігі ResolutionUnit тегімен анықталады.) Әдетте, бұл тегтер жиынтығында 72 пиксел / дюйм (ppi) деп белгіленеді. Бұл тегтер TIFF 6.0 стандартынан мұрагерлік алған және цифрлық камералар түсірген суреттер үшін ppi сияқты сурет ажыратымдылығының мәні жоқ болғанымен, олар қажет.

The Exif format has a number of drawbacks, mostly relating to its use of legacy file structures. The derivation of Exif from the TIFF file structure using offset pointers in the files means that data can be spread anywhere within a file, which means that software is likely to corrupt any pointers or corresponding data that it does not decode/encode. For this reason most image editors damage or remove the Exif metadata to some extent upon saving. The standard defines a MakerNote tag, which allows camera manufacturers to place any custom format metadata in the file. This is used increasingly by camera manufacturers to store camera settings not listed in the Exif standard, such as shooting modes, post processing settings, serial number, focusing modes, etc. As the tag contents are proprietary and manufacturer specific, it can be difficult to retrieve this information from an image or to properly preserve it when rewriting an image. Manufacturers can encrypt portions of the information; for example, some Nikon cameras encrypt the detailed lens data in the MakerNote data. Exif is very often used in images created by scanners, but the standard makes no provisions for any scanner specific information. Photo manipulation software sometimes fails to update the embedded thumbnail after an editing operation, possibly causing the user to inadvertently publish compromising information. For example, someone might blank out a licence registration plate of a car (for privacy concerns), only to have the thumbnail not so updated, meaning the information is still visible. Exif metadata are restricted in size to 64 kB in JPEG images because according to the specification this information must be contained within a single JPEG APP1 segment. Although the FlashPix extensions allow information to span multiple JPEG APP2 segments, these extensions are not commonly used. This has prompted some camera manufacturers to develop non standard techniques for storing the large preview images used by some digital cameras for LCD review. These non standard extensions are commonly lost if a user re saves the image using image editor software, possibly rendering the image incompatible with the original camera that created it. (In 2009, CIPA released the Multi Picture Object specification which addresses this deficiency and provides a standard way to store large previews in JPEG images.) There is no way to record time zone information along with the time, thus rendering the stored time ambiguous. However, time zone information has been introduced recently by Exif version 2.31 (July 2016). Related tags are: "OffsetTime", "OffsetTimeOriginal" and "OffsetTimeDigitized". There is no standard field to record readouts of a camera's accelerometers or inertial navigation system. Such data could help to establish the relationship between the image sensor's XYZ coordinate system and the gravity vector (i. e., which way is down in this image). It could also establish relative camera positions or orientations in a sequence of photos. Some software records this information using the GPSImgDirection tag along with custom GPSPitch and GPSRoll tags. The XResolution and YResolution tags provide the number of pixels per length unit for the width and height of the image, respectively. (The length unit itself is specified by the tag ResolutionUnit.) By default, these tags in combination are set to 72 pixels per inch (ppi). These tags were inherited from the TIFF 6.0 standard and are required even though for images produced by digital cameras, image resolution values such as ppi are meaningless.

Құпиялылық және қауіпсіздік

Exif тегінде фотосурет туралы метадеректер болғандықтан, ол жеке өмірге қатысты мәселе тудыруы мүмкін. Мысалы, GPS-қосылған камерамен түсірілген фотосурет оның нақты орны мен уақытын, сондай-ақ құрылғының бірегей идентификациялық нөмірін көрсетуі мүмкін. Мұның бәрі әдетте пайдаланушының білмеуімен жасалады. Көптеген пайдаланушылар өз фотосуреттерінің осылайша әдетте тегіленіп қойылатынын немесе жариялау алдында Exif тегін жою үшін арнайы бағдарламалық құрал қажет екенін білмейді. Мысалы, анонимділікті сақтауға мұқтаж болған хабар беруші, журналист немесе саяси оппозиционер корпоративтік, қылмыстық немесе үкіметтік ұйымдардың заңсыз әрекеттерін жариялауға мүмкіндік алады, сондықтан олардың қауіпсіздігі осы деректерді әдетте жинау арқылы қауіпке ұшырауы мүмкін. 2012 жылдың желтоқсан айында антивирустық бизнесмен Джон МакАфи көршілес Белиз елiнде қудалаудан қашып бара жатқанда Гватемалада тұтқындалды. Vice журналы өз сайтында МакАфимен "қашқан күйде" эксклюзивті сұхбат жариялады, онда Vice журналының тілшісімен түсірілген және суреттің геотегі қойылған телефонмен салынған сурет бар болатын. Суреттегі метадеректер МакАфидің Гватемаладағы GPS-координаттарын көрсетті, және ол екі күннен кейін ұсталды. Кейін МакАфи телефонындағы Exif деректерін өңдеп, жалған орналасқан жер көрсеткенін мәлімдеді. Эдвард Сноуден жариялаған құжаттарға сәйкес, ҰҚК XKeyscore бағдарламасы арқылы Exif ақпаратын іздеп отыр. Exif деректерінің жеке өмірге қатысты мәселесін метадеректерді жою құралын пайдаланып Exif деректерін жою арқылы болдырмауға болады.

Қатысушы стандарттар

Метадеректер жұмыс тобы 2006 жылы (олардың веб-сайтына сәйкес) немесе 2007 жылы (олардың өзінің баспасөз хабарламасында көрсетілгендей) компаниялардың консорциумымен құрылды. 2010 жылдың қараша айында спецификацияның 2.0 нұсқасы жарияланды, онда кескіндерде Exif, IPTC және XMP метадеректерін қолдану туралы ұсыныстар келтірілді. Extensible Metadata Platform (XMP) – бастапқыда Adobe Systems Inc. компаниясы жасаған, цифрлық құжаттар мен деректер жиынтықтары үшін стандартталған және қолданушыға қажетті метадеректерді жасау, өңдеу және алмасуға арналған ISO стандарты. IPTC 1990-шы жылдардың басында Халықаралық баспасөз телекоммуникациялар кеңесі (IPTC) газеттер мен жаңалықтар агенттіктері арасындағы халықаралық жаңалықтар алмасуды жеделдету мақсатымен әзірленді.

Exif өрістері

Барлық құрылғылар Exif стандартындағы барлық қолжетімді метадеректер өрісін пайдаланбайды.

Мысал

Келесі кестеде әдеттегі цифрлық камерамен түсірілген фотосуреттің Exif метадеректері көрсетілген. Авторлық және авторлық құқық туралы ақпарат әдетте камераның шығысында көрсетілмейді, сондықтан оны өңдеудің кейінгі кезеңдерінде толтыру керек. Canon Digital Photo Professional сияқты кейбір бағдарламаларда камераның иесінің аты қосылуы мүмкін. TagValueӨндірушіCASIOМодельQV 4000Бағдарлама (айналу) сол жақтан бастап [8 мүмкін мән]Бағдарламалық қамтамасыздандыруVer1.01Күні мен уақыты2003:08:11 16:45:32YCbCr орналасуорталықҚысылуJPEG қысылуX ажыратымдылығы72.00Y ажыратымдылығы72.00Ажыратымдылық бірлігіДюймЭкспозиция уақыты1/659 сДиафрагмаf/4.0Экспозиция бағдарламасыСтандартты бағдарламаExif нұсқасыExif нұсқасы 2.1Күні мен уақыты (түпнұсқа)2003:08:11 16:45:32Күні мен уақыты (цифрланған)2003:08:11 16:45:32Компоненттер конфигурациясыY Cb CrҚысылған биттер пиксельге4.01Экспозиция түзетуі0.0Максималды диафрагма мәні2.00Экспонометр режиміҮлгіФлэшФлэш оқпағанФокус аралығы20.1 ммMakerNote432 байт белгісіз дерекFlashPix нұсқасыFlashPix нұсқасы 1.0Түс кеңістігіRGBПиксель X өлшемі2240Пиксель Y өлшемі1680Файл көзіDSCInteroperability индексіR98Interoperability нұсқасы(null)

Уақыт белгілері

Негізгі күні мен уақыты таңбаларына (DateTime, DateTimeOriginal және DateTimeDigitized) қоса, үш сәйкес "секундтың үзіндісі" таңбалары бар: SubsecTime, SubsecTimeOriginal және SubsecTimeDigitized. SubsecTime таңбасы 2.3 нұсқасында "DateTime таңбасы үшін секундтың бөлшектерін жазуға арналған таңба" деп анықталған; Бұл FlashPix кеңейтімдері FPXR JPEG кескіндері мен FlashPix кескіндері арасында айналдырылғанда метадеректерді сақтауға мүмкіндік береді. FPXR туралы ақпарат Kodak және Hewlett Packard компанияларының кейбір цифрлық камера модельдерінен алынған кескіндерде табылуы мүмкін. Төменде Kodak EasyShare V570 цифрлық камерасынан алынған JPEG кескініндегі FPXR ақпаратының мысалы келтірілген: TagValueCode page1200Used extension numbers1Extension nameScreen nailExtension class ID10000230 6FC0 11D0 BD01 00609719A180Extension persistenceInvalidated by modificationExtension create date2003:03:29 17:47:50Extension modify date2003:03:29 17:47:50Creating applicationPicossExtension descriptionPresized image for LCDStorage stream pathname/. Screen Nail bd0100609719a180Screen nail(124,498 байт дерек, 640×480 JPEG алдын ала қарауы бар)

Exif аудио файлдары

Exif спецификациясы WAV аудио файлдары үшін қолданылатын RIFF файл форматын сипаттайды және осы файлдарда автор, авторлық құқық, жасалған күні және басқа да метадеректерді сақтауға арналған бірнеше тегтерді анықтайды. Төмендегі кестеде Pentax Optio WP цифрлық камерасы жазған WAV файлынан табылған Exif ақпаратының мысалы келтірілген:

ТегМәнДерлеуMicrosoft PCMКаналдар саны1Дискреттiк жиілігі7872Секундына орташа байт саны7872Биттер саны8Жасалу күні2005:08:08Exif нұсқасы0220Қатысты сурет файлыIMGP1149. JPGЖасалған уақыты16:23:35ӨндірушіPENTAX CorporationМоделіPENTAX Optio WPMakerNote (2064 байт дерек)