エクシフ

エクシフ
ウィキメディア コモンズのファイルの Exif (コンパクト形式)
ファイル名拡張子
.JPG、、、、、[ 1] [ .TIF2 ].WAV.PNG.WEBP
開発者JEIDA(現JEITA)CIPA
初回リリース1995年; 30年前[3] (1995)
最新リリース
3.0 [4]
2023年5月; 2年前[4] (2023-05)
延長TIFFJPEGWAV
延長DCF

交換可能画像ファイル形式(正式にはExif、JEIDA/JEITA/CIPA仕様による)[5]は、デジタルカメラスマートフォンを含む)、スキャナ、およびデジタルカメラで記録された画像と音声ファイルを扱うその他のシステムが使用する画像、音声、および補助タグのフォーマットを規定する規格である。 この仕様では圧縮画像ファイルJPEG非可逆符号化、圧縮画像ファイルにはTIFF Rev. 6.0(RGBまたはYCbCr)、音声ファイルにはRIFF WAV(非圧縮音声データにはリニアPCMまたはITU-T G.711 μ-law PCM、圧縮音声データにはIMA - ADPCM)という既存の符号化フォーマットに特定のメタデータタグを追加して使用している。[6] JPEG 2000またはGIFで符号化された画像は サポートしていない。 この規格は、Exif画像ファイル仕様とExif音声ファイル仕様から構成されている。

背景

Exif はほぼすべてのデジタルカメラメーカーでサポートされています。

Exif 標準で定義されているメタデータ タグは、幅広い範囲をカバーします。

  • カメラ設定: カメラのモデルやメーカーなどの静的情報と、向き(回転)、絞りシャッタースピード焦点距離測光モードISO感度情報など、画像ごとに変化する情報が含まれます。
  • 画像メトリクス: ピクセル寸法、解像度、色空間、ファイルサイズ
  • 日付と時刻の情報、デジタルカメラはデバイスに設定された現在の(ローカル)日付と時刻を記録し、これをメタデータに保存します。
  • 位置情報
  • カメラの液晶画面、ファイルマネージャ、写真操作ソフトウェアで写真をプレビューするためサムネイル
  • 説明
  • 著作権情報

バージョン履歴

日本電子工業振興協会(JEIDA)がExifの初期定義を作成した。仕様のバージョン2.1は、1998年6月12日付である。[要出典] JEITAは、2002年2月20日付でExifバージョン2.2(別名「Exif Print 」)を策定し、2002年4月にリリースした。 [7]バージョン2.21(Adobe RGBをサポート)は2003年7月11日付であるが、DCF 2.0のリリースに続いて2003年9月にリリースされた。バージョン2.3は2010年4月26日にリリースされ、2013年7月に2.31に改訂され、2019年5月17日に2.32に改訂され、JEITACIPAが共同で策定した。最新バージョン3.0は2023年5月にリリースされ、非ASCIIエンコードのテキストデータを可能にするUTF-8のサポートなどが追加されました。[4]

バージョン
バージョン発売日変更点
1.01995年10月基本的なタグ定義を確立
1.11997年5月タグと動作仕様を追加
2.01997年11月sRGBカラースペース、GPS、圧縮サムネイルを追加
2.11998年12月DCF相互運用性タグを追加
2.22002年4月ExifPrintを適用
2.212003年9月訂正と追加
2.21(統合版)2009年9月さらなる訂正
2.32010年4月改訂されたISOタグとレンズ情報を追加しました
2.3(改訂版)2012年12月訂正
2.312016年7月タイムゾーンタグと撮影状況タグを追加しました
2.322019年5月合成画像タグを追加しました
3.02023年5月UTF-8データ型を追加しました
3.02024年12月GPSAltitudeRefの定義を変更しました

テクニカル

Exifタグ構造はTIFFファイルから借用されています。画像固有の特性の中には、TIFF、Exif、TIFF/EPDCF規格で定義されているタグ間に大きな重複が見られます。記述メタデータについては、Exif、IPTC情報交換モデル、そしてJPEGファイルに埋め込むことも可能なXMP情報間で重複が見られます。メタデータワーキンググループは、これらの規格間のタグマッピングに関するガイドラインを公開しています。[8]

JPEGファイルにExifが使用される場合、ExifデータはJPEGの定義済みユーティリティアプリケーションセグメントの1つであるAPP1(セグメントマーカー0xFFE1)に保存され、実質的にはTIFFファイル全体がその中に格納されます。TIFFファイルにExifが使用される場合(前述の「埋め込みTIFFファイル」として使用する場合も含む)、TIFFプライベートタグ0x8769は、Exifで規定されたTIFFタグを保持するサブイメージファイルディレクトリ(IFD)を定義します。さらに、Exifは、 TIFFプライベートタグ0x8825を使用して位置情報を保持するグローバルポジショニングシステムサブIFDと、ExifサブIFD内でExifタグ0xA005を使用して指定される「相互運用性IFD」も定義します。

Exif規格で規定されるフォーマットは、Exif-JPEGおよびメモリへの記録フォーマットをベースとしたフォルダ構造として定義されています。これらのフォーマットが、異なる種類のデバイス間の相互運用性を向上させるためのDCF規格と共にExif/DCFファイルとして使用される場合には、その適用範囲は、それらを扱うデバイス、記録媒体、およびアプリケーションソフトウェアとなります。

地理位置情報

Exif形式には、位置情報用の標準タグがあります。2014年現在、多くのカメラや携帯電話には、写真が撮影されたときに位置情報をExifヘッダーに保存するGPS受信機が内蔵されています。一部のカメラには、フラッシュコネクタまたはホットシューに取り付けられる独立したGPS受信機があります。記録されたGPSデータは、写真のタイムスタンプをハンドヘルドGPS受信機のGPS記録と相関させるか、地図やマッピングソフトウェアを使用して手動で、コンピュータ上のデジタル写真に追加することもできます。一部のカメラは携帯電話とペアリングして地理位置情報を提供することができます。写真に地理情報を追加するプロセスは、ジオタグと呼ばれます。Panoramio 、locr、Flickrなどの写真共有コミュニティでは、ユーザーがジオコードされた写真をアップロードしたり、オンラインで地理位置情報を追加したりすることを同様に許可しています。

プログラムサポート

Exifデータは画像ファイル自体に埋め込まれています。最近の多くの画像編集プログラムは、変更された画像に書き込む際にExifデータを認識し、保存しますが、古いプログラムの多くはそうではありません。多くの画像ギャラリープログラムもExifデータを認識し、オプションで画像と一緒に表示します。

C言語のlibexif [9] 、 C++言語のAdobe XMP Toolkit [10]やExiv2 [11] 、 Java言語Metadata Extractor [12]Python言語PIL/Pillow 、 Perl言語LEADTOOLSやExifTool [13]などのソフトウェアライブラリは、ファイルからExifデータを解析し、Exifタグの値を読み書きします。

問題

テクニカル

Exif 形式には、主に従来のファイル構造の使用に関連するいくつかの欠点があります。

  • ExifはTIFFファイル構造からファイル内のオフセットポインタを用いて生成されるため、データがファイル内の任意の場所に分散している可能性があり、ソフトウェアがデコード/エンコードを行わないポインタや対応するデータを破損させる可能性があります。このため、ほとんどの画像編集ソフトは保存時にExifメタデータをある程度破損または削除します。[14]
  • この規格ではMakerNoteタグが定義されており、カメラメーカーはファイル内に任意のカスタム形式のメタデータを配置できます。カメラメーカーは、撮影モード、後処理設定、シリアル番号、フォーカスモードなど、Exif規格に記載されていないカメラ設定を保存するために、このタグをますます利用しています。タグの内容はメーカー固有のものであるため、画像からこの情報を取得したり、画像を書き換える際に適切に保存したりすることが困難な場合があります。メーカーは情報の一部を暗号化することができます。例えば、一部のニコン製カメラは、MakerNoteデータ内の詳細なレンズデータを暗号化しています。[15]
  • Exif はスキャナーで作成された画像でよく使用されますが、この規格ではスキャナー固有の情報については規定されていません。[引用が必要]
  • 写真操作ソフトウェアは、編集操作後に埋め込まれたサムネイルを更新できない場合があり、ユーザーが誤って機密情報を公開してしまう可能性があります。[16]例えば、誰かが車のナンバープレートを(プライバシーの懸念から)空白にした場合、サムネイルは更新されず、情報がまだ見えたままになる可能性があります。
  • ExifメタデータはJPEG画像では64KBに制限されています。これは仕様上、この情報は単一のJPEG APP1セグメント内に格納する必要があるためです。FlashPix拡張機能は複数のJPEG APP2セグメントにまたがる情報を可能にしますが、これらの拡張機能は一般的には使用されていません。そのため、一部のカメラメーカーは、一部のデジタルカメラで液晶モニターで確認するために使用されている大きなプレビュー画像を保存するための非標準技術を開発しました。これらの非標準拡張機能は、ユーザーが画像編集ソフトウェアを使用して画像を再保存すると失われることが多く、元のカメラと互換性がなくなる可能性があります。(2009年、CIPAはマルチピクチャオブジェクト仕様を発表し、この欠陥に対処し、JPEG画像に大きなプレビューを保存するための標準的な方法を提供しました。[17]
  • バージョン2.31(2016年7月)より前は、画像のタイムゾーン情報を記録する方法がなかったため、曖昧な情報が発生していました。例えば、カメラが「DateTimeOriginal」値をローカルタイムゾーンで記録したとしても、後でファイルを読み取るプログラムが誤ってその時刻をUTCと解釈してしまう可能性があります。
  • カメラの加速度計慣性航法システムの読み取り値を記録するための標準的なフィールドは存在しません。このようなデータは、画像センサーのXYZ座標系と重力ベクトルの関係(つまり、この画像では下がどちら側か)を特定するのに役立ちます。また、一連の写真におけるカメラの相対的な位置や向きを特定することもできます。一部のソフトウェアでは、GPSImgDirectionタグとカスタムGPSPitchタグおよびGPSPorllタグを使用して、この情報を記録します。[18]
  • XResolutionタグとYResolutionタグは、それぞれ画像の幅と高さの単位あたりのピクセル数を指定します。(単位自体はResolutionUnitタグで指定します。)デフォルトでは、これらのタグの組み合わせは72ピクセル/インチ(ppi)に設定されます。[19]これらのタグはTIFF 6.0標準から継承されており、デジタルカメラで作成された画像ではppiなどの画像解像度の値は意味をなさないにもかかわらず、必須です[20] 。 [21]

プライバシーとセキュリティ

Exif タグには写真に関するメタデータが含まれているため、プライバシーの問題が生じる可能性があります。たとえば、GPS対応カメラで撮影した写真では、撮影された正確な場所と時刻、デバイスの一意の ID 番号が明らかになる可能性があります。これらはすべてデフォルトで行われ、多くの場合、ユーザーが気付かないうちに行われます。多くのユーザーは、自分の写真がデフォルトでこのようにタグ付けされていることや、公開前に Exif タグを削除するには専用のソフトウェアが必要になる場合があることに気づいていない可能性があります。たとえば、企業、犯罪者、政府による不正行為を匿名性の保護を頼りに通報する内部告発者、ジャーナリスト、または政治的反体制派は、このデフォルトのデータ収集によって安全が侵害される可能性があります。

2012年12月、ウイルス対策企業の実業家ジョン・マカフィーは、隣国ベリーズでの迫害[22]から逃亡中にグアテマラで逮捕された。Vice 誌はウェブサイトで「逃亡中」のマカフィーとの独占インタビュー[23]を掲載したが、その中にはマカフィーとVice記者が撮影した、位置情報タグ付きの携帯電話で撮影された写真が含まれていた。[24] 写真のメタデータには、マカフィーがグアテマラにいることを示すGPS座標が含まれていたため、マカフィーは2日後に逮捕された。[25]マカフィーは後に、携帯電話のExifデータを編集して偽の位置情報を提供したと主張した。[26]

エドワード・スノーデンが漏洩した文書によるとNSAはXKeyscoreプログラムを通じてExif情報を狙っているという[27]

Exifデータのプライバシー問題は、メタデータ削除ツールを使用してExifデータを削除することで回避できます。[28]

メタデータワーキンググループは、2006年(ウェブサイトによると)または2007年(プレスリリースによると)に企業コンソーシアムによって設立されました。仕様のバージョン2.0は2010年11月にリリースされ、[8]画像における Exif、 IPTCXMPメタデータの使用に関する推奨事項を示しました。

Extensible Metadata Platform(XMP)は、デジタル文書およびデータセットの標準化されたメタデータとカスタムメタデータの作成、処理、交換を目的として、Adobe Systems Inc.によって開発されたISO標準規格です。IPTC、新聞社や通信社間の国際的なニュース交換を促進するために、 1990年代初頭に国際新聞電気通信評議会(IPTC)によって開発されました。

Exifフィールド

すべてのデバイスが Exif 標準のすべての利用可能なメタデータ フィールドを使用するわけではありません。

Exifデータを示すDigiKamのスクリーンショット

以下の表は、一般的なデジタルカメラで撮影した写真のExifメタデータを示しています。著作権情報は通常、カメラの出力には含まれていないため、処理の後の段階で入力する必要があります。キヤノンのDigital Photo Professionalなどの一部のプログラムでは、カメラ本体に所有者名を追加できます。

タグ価値
メーカーカシオ
モデルQV-4000
向き(回転)左上 [8つの可能な値[29] ]
ソフトウェアバージョン1.01
日時2003年8月11日 16時45分32秒
YCbCrポジショニング中央揃え
圧縮JPEG圧縮
X解像度72.00
Y解像度72.00
解像度単位インチ
曝露時間1/659秒
F値f/4.0
露出プログラム通常のプログラム
ExifバージョンExifバージョン2.1
日時(原文)2003年8月11日 16時45分32秒
日付と時刻(デジタル化)2003年8月11日 16時45分32秒
コンポーネント構成Y Cb Cr –
圧縮されたピクセルあたりのビット数4.01
露出バイアス0.0
最大絞り値2.00
測光モードパターン
フラッシュフラッシュが発光しなかった
焦点距離20.1ミリメートル
メーカーノート432バイトの不明なデータ
FlashPixバージョンFlashPixバージョン 1.0
色空間sRGB
ピクセルX寸法2240
ピクセルY寸法1680
ファイルソースDSC
相互運用性指数R98
相互運用性バージョン(ヌル)

時間タグ

DateTime基本的な日付と時刻のタグ( 、DateTimeOriginal、 )に加えてDateTimeDigitized、対応する3つの「サブセカンド」タグ、SubsecTimeSubsecTimeOriginal、 がありますSubsecTimeDigitizedSubsecTimeタグはバージョン2.3で「DateTimeタグの秒の小数点以下の値を記録するために使用されるタグ」として定義されています[6] 。とフィールドSubsecTimeOriginalSubsecTimeDigitized同様に定義されています。サブセカンドタグは可変長であるため、メーカーはこれらのタグに格納するASCIIエンコードされた10進数の桁数を選択できます。 の場合DateTime = 2000:01:01 00:00:00、様々なサブセカンド値を持つ実際の時刻は次のようになります。

  • SubsecTime = 2:2000:01:01 00:00:00.2
  • SubsecTime = 23:2000:01:01 00:00:00.23
  • SubsecTime = 234:2000:01:01 00:00:00.234
  • SubsecTime = 2345:2000:01:01 00:00:00.2345

この規格では、写真の「撮影」中のどの特定のイベントを時間タグで記述すべきかは明確にされていません。実際、この規格は曖昧です。このDateTimeOriginalタグは「元の画像データが生成された日時」と定義されています。露出時間(例えば30秒)がタイムスタンプの粒度(DateTimeOriginalタグの場合は1秒)よりも長い場合、タグの時間は露出の開始、終了、あるいは他の時間に対応する可能性があります。この混乱は、サブセカンドタグの場合にさらに深刻になります。サブセカンドタグの粒度(規格の例では1/10000秒)は、多くの一般的な露出時間よりも短いからです。

前述の通り、これまで欠落していたタイムゾーン情報を指定するためのタグがExifバージョン2.31で追加されました。これらは「OffsetTime」、「OffsetTimeOriginal」、「OffsetTimeDigitized」です。これらは7つのASCII文字(ヌル終端文字を含む)でフォーマットされ、オフセットの時間と分を表します(例:+01:00または-01:00)。オフセットは、対応するタグの「UTC(協定世界時(夏時間を含む)からの時差)」[6]です。

FlashPix拡張機能

Exif仕様にはFPXR(FlashPix対応)情報の説明も含まれており、これはFlashPixファイルと同様の構造を使用してJPEG画像のAPP2に保存できます。[30] これらのFlashPix拡張機能により、FPXR JPEG画像とFlashPix画像を変換する際にメタ情報を保持できます。FPXR情報は、コダックヒューレット・パッカードの一部のデジタルカメラの画像に見られることがあります。[31]以下は、コダックEasyShare V570デジタルカメラ のJPEG画像に含まれるFPXR情報の例です

タグ価値
コードページ1200
使用された内線番号1
拡張機能名スクリーンネイル
拡張クラスID10000230-6FC0-11D0-BD01-00609719A180
拡張機能の永続性修正により無効化
拡張機能の作成日2003年3月29日 17時47分50秒
拡張機能の変更日2003年3月29日 17時47分50秒
アプリケーションの作成ピコス
拡張機能の説明LCD用にサイズ設定された画像
ストレージストリームのパス名/.スクリーンネイル_bd0100609719a180
スクリーンネイル(640×480 JPEGプレビュー画像を含む124,498バイトのデータ)

Exifオーディオファイル

Exif仕様は、 WAVオーディオファイルに使用されるRIFFファイル形式について記述し、アーティスト、著作権、作成日などのメタ情報をこれらのファイルに保存するためのいくつかのタグを定義しています。[32]次の表は、ペンタックスオプティオWPデジタルカメラ によって書き込まれたWAVファイルに含まれるExif情報の例を示しています

タグ価値
エンコーディングマイクロソフトPCM
チャンネル数1
サンプリングレート7872
平均バイト/秒7872
サンプルあたりのビット数8
作成日2005年8月8日
Exifバージョン0220
関連画像ファイルIMGP1149.JPG
作成時間16:23:35
作るペンタックス株式会社
モデルペンタックス オプティオ WP
メーカーノート(2064バイトのデータ)

MakerNoteデータ

「MakerNote」タグには、通常、独自のバイナリ形式で画像情報が含まれています。これらのメーカー固有の形式の一部はデコードされています。

  • OZHiker(2008年以降更新なし):アグファ、キヤノン、カシオ、エプソン、富士フイルム、コニカ/ミノルタ、京セラ/コンタックス、ニコン、オリンパス、パナソニック、ペンタックス/アサヒ、リコー、ソニー[33]
  • 神坂 (2007 年以降更新なし): キヤノン、カシオ、富士フイルム、ISL、KDDI、コニカ/ミノルタ、マミヤ、ニコン、パナソニック、ペンタックス、リコー、シグマ、ソニー、WWL [34]
  • X3F情報:シグマ/フォビオン[35]
  • ExifTool : Canon、Casio、FujiFilm、GE、HP、JVC/Victor、Kodak、Leaf、Minolta/Konica-Minolta、Nikon、Olympus/Epson、Panasonic/Leica、Pentax/Asahi、Reconyx、Ricoh、Samsung、Sanyo、Sigma/Foveon、Sonyなど。[36]
  • オリンポス[37]

多くのメーカーが使用している独自フォーマットは、MakerNoteのタグデータを移動すると(つまり、タグの直前にタグを挿入または編集すると)、動作しなくなります。Exifデータを編集する理由は、著作権情報やExifコメントなどを追加するといった単純なものでも構いません。この問題には2つの解決策があります。

  • Exifデータが保存されると、MakerNoteデータは以前と同じ場所に保存されます。
  • 特別なオフセットタグが追加されます。このタグには、MakerNoteデータが元のインデックスと比較して何バイト移動されたかを示す情報が含まれます。

MicrosoftはWindows 10で最後の解決策を実装しました。Windowsエクスプローラーのプロパティウィンドウから画像ファイルのExifデータを変更できます。「詳細」タブにはタイトル、件名、コメントなどのExifデータが含まれており、これらのExifデータも変更・保存できます。画像ファイルを保存すると、「OffsetSchema」(タグID = 0xea1d)タグが追加され、このタグには符号付き32ビット数値が含まれます。この数値を使用して、「MakerNote」の元のインデックスを復元できます。

「MakerNote」の元のインデックス = 「MakerNote」の現在のインデックス - タグ「OffsetSchema」の値

しかし、「OffsetSchema」タグは Microsoft によって定義されたものであり、公式の Exif 標準の一部ではありません。

カメラメーカーによっては、既存のExif標準タグを使用せず、独自のメーカーノートフィールドにのみ重要な情報を保存する場合もあります。例えば、ニコンのISO感度設定タグが挙げられます。[38]

参照

参考文献

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  • CIPA規格 - カメラ映像機器工業会
  • Exif規格バージョン3.0
  • Exif規格バージョン2.32
  • Exif規格バージョン2.3
  • Exif規格バージョン2.2
  • Exif 交換可能画像ファイル形式、バージョン 2.2
  • Exif規格バージョン2.1
  • TIFFタグディレクトリのExifは2017年10月11日にWayback Machineにアーカイブされています
  • メタデータワーキンググループ
  • MakerNoteタグを含むExifタグのリスト
  • [1]
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