2020-10-28

jpeg 格式解析

JPEG文件由两部分组成：标记码和压缩数据。JPEG图像所有信息都由标记码记录，标记码之间用若干个0xFF分开。
JPEG图片格式组成部分：SOI（文件头）+APP0（图像识别信息）+ DQT（定义量化表）+ SOF0（图像基本信息）+ DHT（定义Huffman表） + DRI（定义重新开始间隔）+ SOS（扫描行开始）+ EOI（文件尾）

jpeg数据分析

00000000h: FF D8 FF E0 00 10 4A 46 49 46 00 01 01 00 00 01 ; ??.JFIF......
00000010h: 00 01 00 00 FF E1 18 D6 45 78 69 66 00 00 49 49 ; ....?諩xif..II
00000020h: 2A 00 08 00 00 00 0A 00 0F 01 02 00 10 00 00 00 ; *...............
00000030h: 86 00 00 00 10 01 02 00 0A 00 00 00 96 00 00 00 ; ?..........?..
00000040h: 12 01 03 00 01 00 00 00 01 00 00 00 1A 01 05 00 ; ................
00000050h: 01 00 00 00 A0 00 00 00 1B 01 05 00 01 00 00 00 ; ....?..........
00000060h: A8 00 00 00 28 01 03 00 01 00 00 00 02 00 00 00 ; ?..(...........
00000070h: 31 01 02 00 06 00 00 00 B0 00 00 00 32 01 02 00 ; 1.......?..2...
00000080h: 14 00 00 00 B6 00 00 00 13 02 03 00 01 00 00 00 ; ....?..........
00000090h: 01 00 00 00 69 87 04 00 01 00 00 00 CA 00 00 00 ; ....i?.....?..
000000a0h: E0 06 00 00 46 4C 49 52 20 53 79 73 74 65 6D 73 ; ?..FLIR Systems
000000b0h: 20 41 42 00 46 4C 49 52 20 54 36 33 30 00 48 00 ;  AB.FLIR T630.H.
000000c0h: 00 00 01 00 00 00 48 00 00 00 01 00 00 00 35 2E ; ......H.......5.
000000d0h: 33 2E 33 00 32 30 32 30 3A 30 35 3A 32 35 20 32 ; 3.3.2020:05:25 2
000000e0h: 30 3A 34 35 3A 33 35 00 0E 00 9A 82 05 00 01 00 ; 0:45:35...殏....
000000f0h: 00 00 78 01 00 00 00 90 02 00 04 00 00 00 30 32 ; ..x....?.....02
00000100h: 32 30 03 90 02 00 14 00 00 00 80 01 00 00 04 90 ; 20.?.....€....?
00000110h: 02 00 14 00 00 00 94 01 00 00 01 91 07 00 04 00 ; ......?...?...
00000120h: 00 00 00 03 02 01 06 92 05 00 01 00 00 00 A8 01 ; .......?.....?
00000130h: 00 00 0A 92 05 00 01 00 00 00 B0 01 00 00 7C 92 ; ...?.....?..|?
00000140h: 07 00 FE 04 00 00 B8 01 00 00 00 A0 02 00 04 00 ; ..?..?...?...
00000150h: 00 00 30 31 30 30 01 A0 03 00 01 00 00 00 01 00 ; ..0100.?.......
00000160h: 00 00 02 A0 03 00 01 00 00 00 80 02 00 00 03 A0 ; ...?.....€....?
00000170h: 03 00 01 00 00 00 E0 01 00 00 04 A4 05 00 01 00 ; ......?...?...
00000180h: 00 00 B6 06 00 00 20 A4 02 00 21 00 00 00 BE 06 ; ..?.. ?.!...?
00000190h: 00 00 00 00 00 00 0A 00 00 00 F4 01 00 00 32 30 ; ..........?..20
000001a0h: 32 30 3A 30 35 3A 32 35 20 32 30 3A 34 35 3A 33 ; 20:05:25 20:45:3
000001b0h: 35 00 32 30 32 30 3A 30 35 3A 32 35 20 32 30 3A ; 5.2020:05:25 20:

SOI

SOI 标记码开头
FF D8

JFIF应用数据块 APP0

FF E0  #开始标记位
00 01   #2个字节，app0 的长度
4A 46 49 46 20   #5个字节 格式识别码：JFIF
01 01   #2个字节 版本号：1.1
00   #1个字节 单位密度
00 01   # 2个字节 水平方向像素密度
00 01   # 2个字节 垂直方向像素密度

标记结构	字节数	意义	对应数据(十六进制)
0xFF	1个	段标识	FF
0xE0	1个	段类型	E0
Lp	2个	APP0标记码长度	00 10（由此看出该标记码长度为16字节）
Identifier	5 个	识别码	4A 46 49 46 00(“JFIF”)
Version	2个	版本号	01 01
Units	1个	单位密度	00
Xdensity	2个	水平方向像素密度	00 01
Xdensity	2个	垂直方向像素密度	00 01
Xthumbnail	1个	单位密度	00
Ythumbnail	1个	单位密度	00

APP1

Exif使用TIFF格式来存储数据

标记结构	字节数	意义	对应数据(十六进制)
0xFF	1个	段标识	FF
0xE1	1个	app1	E1
Lp	2个	长度	18 D6 (3685)
Identifier	6个	是否使用了 Exif	45 78 69 66（Exif） 00 00
Identifier	8个	TIFF Header	4949(intel小端模式)2A00 08000000 （IFD 偏移量）
ifd	2个	图像文件目录个数	0A 00

IFD格式 TAG + TYPE + SIZE + VALUE

TYPE 数据格式对应的字节数如下：

value （TYPE 的值）	Format	Bytes/component （组成元素的字节数）
1	unsigned byte	1
2	ascii strings	1
3	unsigned short	2
4	unsigned long	4
5	unsigned rational	8
6	signed byte	1
7	undefined	1
8	signed short	2
9	signed long	4
10	signed rational	8
11	single float	4
12	double float	8

1."rational"表示一个分数，它包含两个signed/unsigned long integer值并且第一个为分子，第二个为分母。

2. 组成元素的字节数 * SIZE >= 4个字节，则VALUE为偏移地址（即 TIFF Header 地址 + value），否则value为tag对应的数据。

1.FD

标记结构	字节数	意义	对应数据(十六进制)
IFD0	2个	Tag	0F 01 (Make 制造)
IFD0	2个	TYPE	02 00 (ASCII)
IFD0	4个	SIZE	10 00 00 00 ( 16*1 > 4 字节 ,下面四个字节为偏移量)
IFD0	4个	VALUE	86 00 00 00 (从1e开始计算，偏移0x86个字节 (0x00000086+0x000001e))

tag 的内容如下：
000000a4h: 46 4C 49 52 20 53 79 73 74 65 6D 73 20 41 42 00 ; FLIR Systems AB