[转]TIF图像数据结构之研究
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TIF文件格式最早是为了存储扫描仪图像而设计的。它的最大的特点就是与计算机的结构、操作系统以及图形硬件系统无关。它可处理黑白、灰度、彩色图像。在存储真彩色图像时和BMP格式一样，直接存储RGB三原色的浓度值而不使用彩色映射（调色板）。对于介质之间的交换，TIF称得上是位图格式的最佳选择之一。
TIF的全面性也产生了不少问题，它的包罗万象造成结构较为复杂，变体很多，兼容性较差，它需要大量的编程工作来全面译码。例如，TIF图像数据可以用几种不同的方法压缩，用一个程序来读出所有的TIF几乎是不可能的。 TIF图一般由三个部分组成：文件头（简称IFH）、文件目录（简称IFD）、图像数据。 一、图像文件头（Image File Header） IFH数据结构包含3个成员共计8个字节（见表一）： 表一 IFH结构描述 ------------------------------------------------------------ 名称 字节数 数据类型 说明 ------------------------------------------------------------ Byteorder 2 Integer TIF标记，其值为4D4D或4949 Version 2 Integer 版本号，其值恒为2A00 Offset to first IFD 4 Long 第一个IFD的偏移量 ------------------------------------------------------------ 表一说明 1.Byteorder：可能是H4D4D或H4949，H4D4D表示该图是摩托罗拉整数格式，H4949表示该图是Intel整数格式。 2.Version：总是H2A00，它可能是tif文件的版本，也可能用于进一步校验该文件是否为TIF格式。 3.Offset to first IFD：第一个IFD相对文件开始处的偏移量（因为可能会有多个顺序排列的IFD）。IFD数据结构并不一定紧跟在IFH后面，相反，它常常位于第三部分图像数据的后面，即TIF图像文件的一般组织形式是：IFH——图像数据——IFD。 二、图像文件目录（Image File Directory） IFD是TIF图像文件中重要的数据结构，它包含了三个成员。由于一个TIF文件中可以有多个图像，而一个IFD只标识一个图像的所有属性（有的文章把“属性”称之为“标签”），所以，一个TIF文件中有几个图像，就会有几个IFD。IFD的结构见表二： 表二 IFD结构描述 ----------------------------------------------------------------- 名称 字节数 数据类型 说明 ----------------------------------------------------------------- Directory Entry Count 2 Integer 本IFD中DE的数量 Directory Entry(1) 12 简称DE，中文译义“目录项” Directory Entry(2) 12 …… Directory Entry(N) 12 Offset to next IFD 4 Long 下一个IFD的偏移量 ----------------------------------------------------------------- 表二说明 1.Directory Entry Count：指出在该IFD中DE的个数； 2.Directory Entry：共12个字节，结构见表三。需要指出的是，DE的个数是不定的，因为每个DE只标识了图像的一个属性，那么这幅图像有N个属性就会有N个DE，用户甚至可添加自定义的标记属性，这就是为什么称TIF格式文件为“可扩充标记的文件”的原因。 3.Offset to next IFD Or NULL：下一个IFD相对于文件开始处的位置，这是一个链式构成。如果该数字为0，表示已经是最后一个IFD。当然，如果该TIF文件只包含了一幅图像，那么就只有一个IFD，显然这个偏移量也会等于0。 表三 DE结构描述 -------------------------------------------------- 名称 字节数 数据类型 说明 -------------------------------------------------- tag 2 Integer 本属性的标签编号 type 2 Integer 本属性值的数据类型 length 4 Long 该类型数据的数量 valueOffset 4 Long 属性值的存放偏移量 -------------------------------------------------- 表三说明 由DE标识的图像属性有：图像的大小、分辨率、是否压缩、像素的行列数、颜色深度（单色、16色、256色、真彩色）等等。其中： ①tag：是该属性的标签编号（TagID），在图像文件目录中，它是按照升序排列的（但不一定是连续的）。这些编号在TIF格式官方白皮书中可以查到相应的含义，但遗憾的是，我们到哪儿可以找到官方白皮书呢？所以，笔者只能把网上能找得到资料（再结合自己的实验结果）罗列出来，见表四。 ②type：表示该属性数据的类型，一般认为TIF官方指定的有5种数据类型（但也有说12种数据类型的）。见表五。 ③length：该种类型的数据的个数，而不是某个数据的长度。 ④valueOffset：是tagID代表的变量值相对文件开始处的偏移量，但如果变量值占用的空间不多于4个字节（例如只有1个Integer类型的值），那么该值就直接存放在valueOffset中，没必要再另外指向一个地方了。 表四 DE中标签编号的含义 ------------------------------------------------------------------------- TagID 属性名称 type 说明 ------------------------------------------------------------------------- 0100 图像宽 0003 0101 图像高 0003 0102 颜色深度 0003 值＝1为单色，＝4为16色，＝8为256色。 如果该类型数据个数＞2个，说明是真彩图像 0103 图像数据是否压缩 0003 值＝05表示压缩
按照adobe的文档，这里应该是tiff的压缩算法，K<0是G4，否则是G3
A code identifying the encoding scheme used:
< 0 Pure two-dimensional encoding (Group 4)
=0 Pure one-dimensional encoding (Group 3, 1-D)
>0 Mixed one- and two-dimensional encoding (Group 3, 2-D), in which a line encoded one-dimensionally may be followed by at most K − 1 lines encoded two-dimensionally
The filter shall distinguish among negative, zero, and positive values of K to determine how to interpret the encoded data; however, it shall not distinguish between different positive Kvalues. Default value: 0.
0106 图像是否采用反色显示 0003 值＝01表示反色，否则表示不反色
0111 图像扫描线偏移量 0004 图像数据起始字节相对于文件开始处的位置 0116 图像扫描线的数量 0004 表示图像有几行扫描线，实际上等于图像高度 0117 图像数据字节总数 0003 如果不是偶数，那么实际存放时会在后面加0 011A 水平分辩率偏移量 0005 常用计量单位是：像素/英寸 011B 垂直分辩率 偏移量 0005 常用计量单位是：像素/英寸 0131 生成该图像的软件名 0002 文本类型 0132 生成该图像的时间 0002 文本类型 0140 调色板偏移量 0003 256色和16色图像才有此属性，而且有连续2个 调色板，但属性的length值只表示出1个调色板 ------------------------------------------------------------------------- 表四说明 ①“水平（垂直）分辩率”是分数型的属性，其值要占用8个字节，所以在valueOffset中存放的肯定是它的具体数值的偏移量，而不是数值本身。 ②“生成图像的软件名称”和“生成图像的时间”这两个字符型属性，它们的值所占用的空间也会大于4字节，所以在valueOffset中存放的也是它们的值的偏移量，而不是值本身。 ③“图像数据字节总数”一般是个偶数，如果是奇数，那么实际存放时会在后面加一个0，但这个0不会计算在字节总数之内。 表五 DE中的数据类型 -------------------------------------------------------------------- type值 数据类型 说明 -------------------------------------------------------------------- 0001 Byte 0002 Ascii 文本类型，7位Ascii码加1位二进制0 0003 Integer 0004 Long 0005 RATIONAL 分数类型，由两个Long组成，第1个是分子，第2个是分母 -------------------------------------------------------------------- 三、图像数据。 这些数据可能是压缩的，也可能是未压缩的。如果经过压缩，那么压缩算法又有许多种，所以，图像数据是TIF文件中最为复杂的部分，暂还没有哪个软件能译出所有的压缩算法。 10 00BC 0117 Long 1 2F 图像共有47个字节的压缩数据 |
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