JPEG 画像ファイルはメタデータとして解像度(Resolution もしくは Density)値を DPI単位もしくはcm単位で保持できます。そのうんちくです。

JPEG 解像度について

スキャナで映像を取り込んだ時やスクリーンショットで JPEG 保存した時など、
対象の物理的大きさを元に算出した DPI 値を JPEG ファイルに含める事が多いです。
スキャナだと 200 や 300、スクリーンショットは 72 や 144 が代表的な値です。
ベクター画像から JPEG に変換する場合だと 37 をよく見かけます。

とりあえず JPEG のメタデータを見るツールを作ってみました。JPEGファイルをドロップしてお試し下さい。

https://yoya.github.io/image.js/jpegmeta.html

JavaScript でローカルに動くので、サーバにアップロードしません。

JFIF 規格

JPEG の歴史的に解像度はまず JFIF marker に実装されました。
JPEG チャンクでいう APP0 です。

https://www.w3.org/Graphics/JPEG/jfif3.pdf


units	(1 byte)	Units for the X and Y densities. units = 0: no units, X and Y specify the pixel aspect ratio units = 1: X and Y are dots per inch units = 2: X and Y are dots per cm
Xdensity	(2 bytes)	Horizontal pixel density
Ydensity	(2 bytes)	Vertical pixel density

見ての通り、横方向の解像度と縦方向の解像度を別で表現します。

units によって Xdensity, Ydensity の意味合いや単位が変わります。

units: 0 (aspect ratio)

units:0 の場合は、ピクセル(またはドット)の縦横比 aspect ratio を表す値になります。
つまり解像度(Resolution/Density)ではありません。無単位です。
具体的にはピクセルの物理的サイズが正方形の時は 1:1 が入ります。

The JFIF APP0 marker provides information which is missing from
the JPEG stream: version number, X and Y pixel density
(dots per inch or dots per cm), pixel aspect ratio
(derived from X and Y pixel density), thumbnail.

PCモニタは正方形ですが、昔のご家庭テレビや映画フィルム等は少し長方形で、これらに対応する規格のようです。

units: 1 (dots per inch, DPI)

units: 1 だと 72:72 や 200:200 といったおなじみの DPI 値を入れる事ができます。

units: 2 (dots per cm)

こちらは cm 単位です。おなじみ国際単位系 (SI) ですね。
ヤードポンド系死すべしって時に使います。

units の実情

実際には units:0 のまま DPI を入れる処理系もあったりで混乱させられます。
DPI の値は x:y の比率でもあるので一応仕様通りで、約分が面倒でそのまま入れてるのかもしれません。
具体的にいうと macOS スクリーンショットですが、これは Exif にも DPI 値を残してるので。そちらを見れば良いです。

Exif 規格

上記のように JFIF に DPI 解像度を入れない事があり。DPI が大事な時は JPEG に Exif をつけて解像度を含める事が多いです。

JPEG チャンクの APP1 です。

https://www.cipa.jp/std/documents/j/DC-008-2012_J.pdf

タグ名称	Field Name	タグ番号Dec	Hex	タイプ	カウント
画像の幅の解像度	XResolution	282	11A	RATIONAL	1
画像の高さの解像度	YResolution	283	11B	RATIONAL	1

ただ、Exif は JPEG ファイルサイズ削減で消される筆頭なので、

JFIF に aspect ratio でなく DPI で入れる
Exif の全部を消さず resolution だけ残す
Exif を strip する時に JFIF に反映してくれる神プログラムを探す。☜ ImageMagickとか！!
DPI を諦める、(Web 表示用なら DPI あまり関係ないですし)

といった判断に迫られるでしょう。

72 DPI

Exif の規格書には以下のように書かれています。

ImageWidth 方向の 1 ResolutionUnit あたりの画素数。画像の解像度が不明のときには
72[dpi] を記録しなければならない。

画像の幅と高さの解像度の単位
ResolutionUnit XResolution と YResolution の単位系。
XResolution、YResolution と一緒に用いる。
画像の解像度が不明のときには 2(インチ)を記録しなければならない。

つまりインチ単位で 72 が入っている時は文字通りの 72DPI とは限らないようです。
特殊な値として覚えておくと良いかもしれません。

そもそも論

そもそも JPEG の resolution DPI値は実用上、あまり意味がないので気にしない。というのも手です。

JPEG ファイルを PDF に包まず単体でプリンタに送ってしまうとか、macOS 標準プレビューで開く時に、DPI によって表示サイズが違う。みたいな影響はありますが、それらにこだわる状況はあまりないでしょう。

でもって、こだわる時は処理フロー全体で真面目に拘りましょう。頑張って。٩( 'ω' )و