1996/10/26-11/2: Exif file format

$Id: exif.html,v 1.20 1999/01/09 17:30:31 itojun Exp $

If you need a complete documentation, you should contact JEIDA, Japan Electronic Industry Development Association, who sells Exif specification sheet in outrageous price (they charge $60 for a document with only 103 pages). I believe it VERY stupid to make a common standard specification document proprietary.

I have no extra information nor alternate webpage. I have no English version of this webpage, I have no plan to do the translation.

To digi-cam manufacturers around the world, Exif is a good specification, but JEIDA REALLY sucks. I really do think so.

ここで調査に使っているのは、DS-7から吸った640x480のExifファイルである。 他のカメラから吸った場合とか、 DS-7の320x240モードの画像だとどうなってるかとかはわからない。

全体の構造

構造を書き下すと以下のようになる。 (なんかもっとわかりやすい書き方はないもんかな)

フォーマット			中身/意味
jpegファイル	SOIマーカ		jpegのはじまり
	APP1マーカ		Exifのはじまり
	APP1データ	Exifヘッダ	単なるマジックナンバ
		Exifデータ(tiffフォーマット)	撮影日付/サムネイル
	他のマーカ/データ		jpeg画像データ

jpegファイルの構造

APP1マーカがどこに来るべきか、というのはよくわからないが、 とりあえずDS-7の吐いたExifファイルの場合、 以下のようにAPP1マーカが一番最初に来ている。

00000000:  FF D8 FF E1 28 98 45 78 69 66 00 00 49 49 2A 00
           ^^^^^SOIマーカ    ^ここからAPP1データ
                 ^^^^^APP1マーカ
                       ^^^^^APP1サイズ: 10390(0x2898)bytes
00000010:  08 00 00 00 0D 00 )E 01 02 00 07 00 00 00 AA 00
...
00002880:  71 53 6D 81 69 60 6A 83 61 5B 6A 85 4C 55 70 80
00002890:  89 5A 6F 83 56 55 6D 83 4E 2E 6E 80 FF DB 00 C5
                                               ^^^^^DQTマーカ(APP1の次)

APP1データの構造

• 0バイトめから6バイト: 文字列 "Exif\0\0"
  どうみてもマジックナンバである。 この文書ではここを「Exifヘッダ」と呼んでいる。
• その先: ちょっと異常なtiffフォーマットのデータ
  この文書ではここを「Exifデータ」と呼んでいる。

Exifヘッダの構造

Exifデータの構造

DS-7から吸ったExifデータの場合、Endianはbig endian(intel)である。

このtiffファイルには、IFD(Image File Directory)がふたつある。 どうも、見ている限り前者は

• いちばん外の殻のjpegファイルに関する情報(撮影日付などを含む)
• 撮影したカメラの情報

ひとつめのIFD

エントリ0: ImageDescription 270(0x10e)

文字列でメモリカード上での写真の番号。 例にとったファイルではファイル名がDSC00001.JPGで 1枚目なので、"000001\0"である。 ファイル名が5桁なのにここでは6桁。謎。

エントリ1: Make 271(0x10f)

文字列で"FUJIFILM\0"。

エントリ2: Model 272(0x110)

文字列で"DS-7\0\0\0\0"。 8文字になるようパディングしている理由はよくわからない。

エントリ3: Orientation 274(0x112)

shortで1。 画像の0行めが上端、画像の0カラムめが左端であることを示す。 よーするに、座標軸がxは右へ、yは下へ延びていることを示す。

エントリ4: XResolution 282(0x11a)

分数(rational)で72(= 72/1)。

エントリ5: YResolution 283(0x11b)

分数(rational)で72(= 72/1)。

エントリ6: ResolutionUnit 296(0x128)

shortで2。 XResolutionとYResolutionはインチ単位(dpi)であることを示す。

エントリ7: WhitePoint 318(0x13e)

分数2つで[0.3127 0.3290](= [3127/10000 3290/10000])。 白のChromaticity値(日本語だとクロマ値であってる?)を示す。 TIFF version 6の推奨値は0.3127 0.3290である。 つまりそのまんま。

エントリ8: PrimaryChromaticities 319(0x13f)

分数6つで[0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64](= [640/1000 640/1000 ...])。 これもよくわからない。

エントリ9: YCbCrCoefficients 529(0x211)

分数3つで[0.299 0.299 0.299](= [299/1000 299/1000 299/1000])。 これもよくわからない。

エントリ10: YCbCrPositioning 531(0x213)

shortで2。 これ、TIFF version 6ではインデックスにしか載ってないのは気のせい?

エントリ11: ReferenceBlackWhite 532(0x214)

分数6つで[0 0 0 0 0 0](= [0/1 0/1 ...])。 意味わかりませーん。 TIFF version 6の87ページ参照。

エントリ12: Unknown 34665(0x8769)

ここがとってもクセモノだ。 tiffフォーマット的には、longで350(0x15e)っていう値なんだが、 それの意味するところが問題。 これに関しては次をみるべし。

未使用領域の例を以下に示す:

	  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f  0123456789abcdef
	  ----------------------------------------------- ----------------
						    vここから
00000150: 00 00 01 00 00 00 ff 00 00 00 01 00 00 00 06 00 ................
00000160: 00 90 07 00 04 00 00 00 30 31 30 30 01 91 07 00 ........0100....
00000170: 04 00 00 00 01 02 03 00 02 91 05 00 01 00 00 00 ................
00000180: ac 01 00 00 01 92 05 00 01 00 00 00 b4 01 00 00 ................
00000190: 02 92 05 00 01 00 00 00 bc 01 00 00 03 90 02 00 ................
000001a0: 14 00 00 00 c4 01 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 ................
000001b0: 01 00 00 00 32 00 00 00 0a 00 00 00 17 00 00 00 ....2...........
000001c0: 0a 00 00 00 31 39 39 36 3a 30 38 3a 32 34 20 31 ....1996:08:24 1
000001d0: 37 3a 30 31 3a 33 34 00 11 00 00 01 04 00 01 00 7:01:34.........
000001e0: 00 00 50 00 00 00 01 01 04 00 01 00 00 00 3c 00 ..P...........<.
000001f0: 00 00 02 01 03 00 03 00 00 00 aa 02 00 00 03 01 ................
00000200: 03 00 01 00 00 00 01 00 00 00 06 01 03 00 01 00 ................
00000210: 00 00 06 00 00 00 11 01 04 00 01 00 00 00 10 03 ................
00000220: 00 00 15 01 03 00 01 00 00 00 03 00 00 00 16 01 ................
00000230: 03 00 01 00 00 00 3c 00 00 00 17 01 04 00 01 00 ......<.........
00000240: 00 00 80 25 00 00 1a 01 05 00 01 00 00 00 b0 02 ...%............
00000250: 00 00 1b 01 05 00 01 00 00 00 b8 02 00 00 1c 01 ................
00000260: 03 00 01 00 00 00 01 00 00 00 28 01 03 00 01 00 ..........(.....
00000270: 00 00 02 00 00 00 11 02 05 00 03 00 00 00 c0 02 ................
00000280: 00 00 12 02 03 00 02 00 00 00 02 00 01 00 13 02 ................
00000290: 03 00 01 00 00 00 02 00 00 00 14 02 05 00 06 00 ................
000002a0: 00 00 d8 02 00 00 00 00 00 00 08 00 08 00 08 00 ................
000002b0: 48 00 00 00 01 00 00 00 48 00 00 00 01 00 00 00 H.......H.......
000002c0: 2b 01 00 00 e8 03 00 00 4b 02 00 00 e8 03 00 00 +.......K.......
000002d0: 72 00 00 00 e8 03 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 r...............
000002e0: ff 00 00 00 01 00 00 00 80 00 00 00 01 00 00 00 ................
000002f0: ff 00 00 00 01 00 00 00 80 00 00 00 01 00 00 00 ................
00000300: ff 00 00 00 01 00 00 00 44 53 2d 37 00 00 00 00 ........DS-7....
			       ^ここまで

この中をどうやってデコードするかについてははっきり言ってよくわからなーい。 どうせ可変長のフォーマットに違いないのでオフセット決め打ちはできたら避けたい。

ふたつめのIFD

80x60の画像が圧縮されずに格納されている。 画像の各ピクセルの色はYCbCrで表されているのでちょっとめんどくさいが、 ふたつめのIFDはまっとうなtiffフォーマットをしているので 安直に読み出すことができる。 xvとかでも見れる。

サムネイルを取り出しちゃうツールをつけておいたので、 ツール類の節を参照してください。

ツール類

jpegファイルから、APP1をひっぺがす

jpegファイルから、APP1データだけを取り出しちゃう

Exifヘッダ+Exifデータから、Exifデータだけを取り出す

% dd if=hoge.app1 of=hage.tiff bs=1 skip=6

tiffの最後のIFDだけを有効にする

感想

ちょっとずれるかもしれないが、 日本の政府関連機関や社団がつくった資料は大抵有料配布で、 しかもナマでの再配布が禁じられている(例: 国土地理院の数値地図)。 税金でつくったもんを買わないといけないってのはどういうことだあ? とわたしは思う。 日本の頭カタイひとの思考回路のdefaultがそうなってるのか?