JPEG图片EXIF格式中DirectoryEntry的问题

Question

JPEG图片使用EXIF格式时读取DirectoryEntry的问题
想写一个解压缩JPEG图片的功能，查了很多关于TIFF格式的介绍，也知道EXIF就是TIFF，只是有一点点差别。
现在遇到的问题是，读取TIFF的头不存在问题，遍历IFD也没有问题，读取每一个IFD中的DirectoryEntry时遇到不能理解的地方。
DE(DirectiryEntry)共12字节，01字节为tag，23字节为type,47字节为length,811字节为offsetOfValue;
保存图片的宽度的DE信息，其tag为0x0100(高端序),type为3(2字节的整型数值),length为1,这些都正常,但offsetOfValue读出来的值与实际完全无关.
保存图片的宽度的DE信息，其tag为0x0101(高端序),type为3(2字节的整型数值),length为1,这些都正常，offsetOfValue也一样完全无关。
如果offsetOfValue是根据TIFF格式的说明，那么它存储的就应当是宽度值,而非偏移量。但明显这个值与图片实际宽度（和高度）不同。
如果offsetOfValue是指向偏移量的,这个偏移量值已经大于文件尺寸了。
无论offsetOfValue是高端序还是低端序,都与实际值没半毛钱关系。
第一张图片是图片的信息，以及IFD0的完整字节，IFD1的字节没有截图，因为IFD1里没有tag为0x0100和0x0101的DE.

第二张图片是遍历IFD及读取DE的C++代码

第三张图片是Debug输出日志,日志中显示的数值完全无法尝试理解

想请问一下，问题出在哪？是对DE定义理解错了吗？

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题描述：在读取JPEG图片使用EXIF格式时，读取DirectoryEntry的过程中遇到问题。 解决方案：根据题目中的描述，问题可能出在读取DE（DirectoryEntry）时offsetOfValue的值与实际值不同，无论offsetOfValue是高端序还是低端序，都与实际值没半毛钱关系。因此，我们需要检查代码中对DE定义的理解是否正确，以及是否正确地读取了offsetOfValue的值。 首先，我们需要了解一下DirectoryEntry的具体定义： DirectoryEntry是TIFF格式中的一个重要概念，用于存储TIFF文件中的各种信息，如图片的宽度、高度、光圈值等等。DirectoryEntry的结构如下：

• Tag：一个2字节的整数，用于标识DirectoryEntry所描述的图片信息类型；
• Type：一个2字节的整数，用于标识DirectoryEntry的值类型，如int16、int32、float等；
• Count：一个4字节的整数，用于表示DirectoryEntry的值占用的长度，即"value"字段的长度；
• Value Offset：一个4字节的整数，表示"value"字段在TIFF文件中的偏移量（相对于TIFF文件起始位置），该偏移量可能指向另一个IFD（即Directory Offset），也可能指向当前IFD内的值。如果值的长度小于4字节，则"Value Offset"字段可以直接存储值本身，而不需要指向另一个IFD或者内部值。 根据上述定义，我们可以初步判断问题可能出在读取offsetOfValue的值上。为了验证这一点，我们可以在代码中增加一些调试信息，检查读取到的offsetOfValue的值是否正确。例如，在以下代码段中：

ifdFileStream.seekg(dirOffset + i * sizeof(DirectoryEntry));
ifdFileStream.read(reinterpret_cast<char *>(&entry), sizeof(DirectoryEntry));
// 判断Tag是否为0x0100或0x0101，如果是，则打印出Value Offset的值
if (entry.Tag == 0x0100 || entry.Tag == 0x0101) {
    std::cout << "Tag = " << std::hex << entry.Tag << ", Value Offset = " << std::dec << entry.ValueOffset << std::endl;
}

我们在读取DirectoryEntry时，判断Tag是否为0x0100或0x0101，如果是，则打印出Value Offset的值。这样，我们可以检查Value Offset的值是否正确，并与实际值进行比较。 如果确定是offsetOfValue的值有误，我们需要检查代码中的读取方式是否正确。例如，在以下代码段中：

if (entry.ValueOffset <= 4) {
    // Value is stored directly in ValueOffset
    value = entry.ValueOffset;
} else {
    // Value is stored in another location, seek to that location and read it
    ifdFileStream.seekg(entry.ValueOffset);
    ifdFileStream.read(reinterpret_cast<char *>(&value), sizeof(value));
}

如果ValueOffset小于等于4，则值直接存储在ValueOffset中，否则值存储在另一个位置，我们需要通过seekg函数跳转到这个位置读取值。这里需要注意的是，如果要读取的值的类型为2字节或4字节的整型数值时，需要使用对应的类型来读取，否则可能会读取错误的值。例如，对于一个2字节的整型值（Type为3），我们需要使用int16类型来读取：

if (entry.Type == 3) {
    if (entry.ValueOffset <= 4) {
        // Value is stored directly in ValueOffset
        value = *(reinterpret_cast<int16_t *>(&entry.ValueOffset));
    } else {
        // Value is stored in another location, seek to that location and read it
        ifdFileStream.seekg(entry.ValueOffset);
        ifdFileStream.read(reinterpret_cast<char *>(&value), sizeof(int16_t));
    }
}

当然，以上只是一种可能的解决方案，具体问题具体分析，需要根据实际情况来确定。如果以上方法不能解决问题，我们可以通过各种日志、调试工具来定位问题所在，找到具体的原因并进行相应的调整。