导语

今天的导语不想写了，么么哒。
反正蒙头就放EXIF的文档就完事了！
Exif 2.3官方标准
 Exif文件格式说明

第二个是好东西，非常的全面细致，但是正如我们不愿意拿字典当完全的工具书，他有点超出我所需要的。好在我还搜到了大佬稍微整理了一下的。
Exif文件格式描述

什么是 EXIF？

基本上, Exif文件格式与JPEG 文件格式相同. Exif按照JPEG的规格在JPEG中插入一些图像/数字相机的信息数据以及缩略图像. 于是你能通过与JPEG兼容的互联网浏览器/图片浏览器/图像处理等一些软件来查看Exif格式的图像文件. 就跟浏览通常的JPEG图像文件一样。

快速入门

JPEG的格式和标记

JPEG文件开始于一个二进制的值 ‘0xFFD8’, 结束与’0xFFD9’. 在JPEG的数据中有好二进制 0xFFXX 的数据, 它们都统称作 “标记”, 并且它们代表了一段JPEG的信息数据。
0xFFD8是SOI图像起始(Start of image), 0xFFD9则是EOI图像结束 (End of image)。
这两个特殊的标记的后面都不跟随数据, 而其他的标记在后面则会附带数据。
标记的基本格式如下
0xFF+标记号(1个字节)+数据大小描述符(2个字节)+数据内容(n个字节)
比如我用winhex随手打开了一个jpg：

可以发现,开头确实是0xFFD8。

结尾也确实是0xFFD9

顺便分析一个tag:0xE0是标记号，表示这个tag的含义，0x0010是长度，16个字节，数据内容是后面的14个字节。
NOTE：
1 这里的长度是 BigEndian
2 长度包含了长度字段本身，比如本例子上面明明是0x10但是数据只有14字节就这个原因。

Exif所使用的标记

0xFFE0~0xFFEF之间的标记被叫做 “应用标记”, 它们在JPEG图像解码中不是必须存在的. 它们被使用于用户的应用程序之中。
例如, 老款的olympus/canon/casio/agfa数字相机使用JFIF(JPEG文件交换格式/JPEG File Interchange Format)来存储图像。JFIF使用APP0(0xFFE0) 标记来插入数字相机的配置信息数据和缩略图。
Exif也使用应用标记来插入数据, 但是Exif使用 APP1(0xFFE1)标记来避免与JFIF格式的冲突且每一个 Exif 文件格式都开始于它。
人话 Exif就是tag位置是E1的JPEG标记。

Exif——实例一路解析

Exif格式

数据结构如下

总结一下就是
0xFFE1(标记号)+2字节(数据大小描述符)+6字节(ascii(EXIF)+00)+8字节(Tiff头)+2字节(目录项长度n)+n*12字节(目录项)+4字节(下一个目录偏移)

Exif头

Exif 数据开始于ASCII字符 “Exif” 和2个字节的0x00, 后面才是 Exif的数据. Exif 使用 TIFF 格式来存储数据。
前面那张图没有exif数据，这里换了个有exif的图片。

Tiff头

TIFF格式中前8个字节是 TIFF 头. 其中最开始的前2个字节定义了 TIFF 数据的字节序. 如果这个值是 0x4949=”I I”的话, 就表示按照 “Intel” 的字节序(Little Endian) 来排列数据. 如果是 0x4d4d=”MM”, 则说明按照 “Motorola” 的字节序(Big Endian)来排列数据
随后的两个字节是一个2字节长度的固定值 0x002A. 如果数据使用 Intel 字节序, 则这两个字节的数据排列为 “0x2a,0x00”. 如果是 Motorola 的, 则是 “0x00,0x2a”. TIFF头的最后的 4个字节是到第一个 IFD(图像文件目录/Image File Directory, 将在下一节中描述)的偏移量. 这个偏移量是指从TIFF头(“II” 或者 “MM”)开始, 包含自己偏移量值的本身, 到下一个IFD为止的长度的字节数. 通常地第一个 IFD 是紧挨着 TIFF 头出现的, 因此这个偏移量的值是 ‘0x00000008’

我选的这张图就是大端,所以0x4d4d，接着的是0x002a，第一个IFD是紧贴TIFF，所以接下来的是0x00000008。

IFD

IFD是图像文件目录。
紧接TIFF头后是第一个IFD，前两个字节表示后面更了多少目录项，在最后一个目录项之后, 有一个4个字节大小的数据,它意味着到下一个IFD的偏移量。如果这个值是’0x00000000’,则表示它是最后一个IFD 并且不在跟任何的 IFD 相连接。
我这张图有7个目录项

每个目录项由12个字节构成
2字节标签号码，表示数据种类，2字节数据格式，4字节组件数目，4字节数据或者偏移量。
数据种类对应的意义如下表1

数据的值	1	2	3	4	5	6
格式	unsigned byte	ascii strings	unsigned short	unsigned long	unsigned rational	signed byte
组件的大小(字节数)	1	1	2	4	8	1

数据的值	7	8	9	10	11	12
格式	undefined	signed short	signed long	signed rational	single float	double float
组件的大小(字节数)	1	2	4	8	4	8

标签号码对应的意义如下表2

IFD0 (主图像)使用的标签

标签号

标签名

格式

组件数

描述

0x010e

ImageDescription

ascii string

用来描述图像. 双字节的字符码不能使用, 如中文/韩文/日文.

0x010f

Make

ascii string

表示数字相机的制造商. 在 Exif 标准中, 这个标签是可选的, 但是在DCF中它是必需的.

0x0110

Model

ascii string

表示数字相机的模块代码. 在 Exif 标准中, 这个标签是可选的, 但在DCF中它也是必需的.

0x0112

Orientation

unsigned short

Value	0th Row	0th Column
1	top	left side
2	top	right side
3	bottom	right side
4	bottom	left side
5	left side	top
6	right side	top
7	right side	bottom
8	left side	bottom

当拍照时, 相机相对于场景的方向. 在右边表示的是'0th row' 以及 '0th column' 在视觉位置上的关系.

0x011a

XResolution

unsigned rational

图像的显示/打印分辨率. 缺省值是 1/72英寸, 但是它没有意义因为个人PC在显示/打印图像的时候不使用这个值.

0x011b

YResolution

unsigned rational

0x0128

ResolutionUnit

unsigned short

XResolution(0x011a)/YResolution(0x011b)的单位. '1' 表示没有单位, '2' 意味着英寸, '3' 表示厘米. 缺省值是 '2'(英寸).

0x0131

Software

ascii string

显示固件的版本号(数字相机的内部控制软件).

0x0132

DateTime

ascii string

图像最后一次被修改时的日期/时间. 日期的格式是 "YYYY:MM:DD HH:MM:SS"+0x00, 一共 20个字节. 如果没有设置时钟或者数字相机没有时钟, 则这个域是用空格来填充. 通常, 它和DateTimeOriginal(0x9003)具有相同的值

0x013e

WhitePoint

unsigned rational

定义图像白点(white point/白点：在彩色分色、照相或摄影时作为色彩平衡测量用途的参考点) 的色度(chromaticity). 如果图像是用CIE标准照度 D65(著名的是 '光线/daylight'的国际标准), 这个值是 '3127/10000,3290/10000'.

0x013f

PrimaryChromaticities

unsigned rational

定义图像的原始色度. 如果图像使用 CCIR 推荐 709原始色度, 则这个值是 '640/1000,330/1000,300/1000,600/1000,150/1000,0/1000'.

0x0211

YCbCrCoefficients

unsigned rational

当图像的格式是 YCbCr(JPEG的格式), 这个值表示转换成 RGB格式的一个常量. 通常, 这个值是'0.299/0.587/0.114'.

0x0213

YCbCrPositioning

unsigned short

当图像的格式是 YCbCr 并且使用 '子采样/Subsampling'(色度数据的剪切值, 所有的数字相机都使用), 定义了subsampling 像素阵列的色度采样点. '1'表示像素阵列的中心, '2' 表示基准点.

0x0214

ReferenceBlackWhite

unsigned rational

表示黑点(black point)/白点的参考值. 在YCbCr 格式中,前两个值是 Y的黑点/白点, 下两个值是 Cb, 最后两个值是 Cr. 而在 RGB 格式中, 前两个表示R的黑点/白点, 下两个是 G, 最后两个是 B.

0x8298

ascii string

表示版权信息

0x8769

ExifOffset

unsigned long

Exif 子IFD的偏移量

比如我们在这随便选一个目录项分析

0x0112 0003 00000001 00010000
0x0112 根据表2，表示这个标签是Orientation
0x0003 根据表1，表示数据格式是unsigned short
0x00000001 表示只有一个组件
0x00010000 表示所对应的值。（咋感觉不对劲啊？）

这些细节还有很多，在我最前面贴的链接里都能意义对照。

提取某些EXIF信息

包括java、python的很多语言都有对应的库实现，本来上面讲解那么细致应该是自己亲自动手实现的，但是我不走寻常路
我们用一手PIL（python imaging library）库
这是他的手册
这里有一个小点要注意，那就是PIL这个库改名叫pillow了，所以我们如果用pip安装他的话得用
pip install Pillow -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
然后是我们的脚本

from PIL import Image
from PIL.ExifTags import TAGS

def get_exif_data(fname):
    """Get embedded EXIF data from image file."""
    ret = {}
    try:
        img = Image.open(fname)
        if hasattr( img, '_getexif' ):
            exifinfo = img._getexif()
            if exifinfo != None:
                for tag, value in exifinfo.items():
                    decoded = TAGS.get(tag, tag)
                    ret[decoded] = value
    except IOError:
        print ('IOERROR ' + fname)
    return ret

if __name__ == '__main__':
    fileName = 'D:\\1.jpg'
    exif = get_exif_data(fileName)
    print (exif)

利用PIL的ExifTags模块，我们可以提取出对应的Exif标签。

后记

只要后期对脚本进行相应的改动即可得出想要的结果。